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第三单元

试验：用双缝干涉测光波长

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一、试验目标

1．了解光波产生稳定干涉现象条件．

2．观察双缝干涉图样．

3．测定单色光波长．;二、试验原理

1．光源发出光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝后，相当于线光源，经双缝产生稳定干涉图样，我们经过光屏能够观察到明暗相间干涉条纹．若用白光照射，经过两狭缝能够在光屏上观察到彩色条纹．;4/46;图1;三、试验器材

双缝干涉仪，即：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源，导线、刻度尺．;四、试验步骤

1．观察双缝干涉图样

(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图2.

图2;(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光．调整各部件高度，使光源灯丝发出光能沿轴线抵达光屏．

(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒轴线上，使双缝和单缝缝平行，二者间距为几个厘米，这时，可观察到白光干涉条纹．

(4)在单缝和光源间放上过滤片，观察单色光条纹．;9/46;10/46;五、注意事项

1．试验时应调整光源、单缝、双缝和光屏、测量头共轴，单缝和双缝安装时应竖直且相互平行，遮光筒轴线要与光具座导轨平行．若不共轴或单缝与双缝不平行则会引发干涉条纹亮度小，不清楚，不便于观察和测量．

2．分划板上刻度线应与干涉条纹亮(暗)线平行，不然会增大测量结果误差．

3．双缝、测量头安装到遮光筒上时要装到底，使各部件定位面紧密吻合，不然影响测量结果．;六、误差分析

光波波长很小，Δx、l测量对波长λ影响很大，l用毫米刻度尺测量，Δx利用测量头上游标卡尺测量；可测多条亮纹间距求Δx；采取屡次测量求λ平均值法减小误差．;

【例1】利用图3中装置研究双缝干涉现象时，有下面几个说法：

图3;A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄

B．将滤光片由蓝色换成红色，干涉条纹间距变宽

C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽

D．换一个两缝之间距离较大双缝，干涉条纹间距变窄

E．去掉滤光片后，干涉现象消失

其中正确是__________．;答案：ABD;

【例2】在《用双缝干涉测光波长》试验中，将双缝干涉试验仪按要求???装在光具座上(如图4甲)，并选取缝间距d＝0.20mm双缝屏．从仪器注明规格可知，像屏与双缝屏间距离L＝700mm.然后，接通电源使光源正常工作．

;图4;①已知测量头主尺最小刻度是毫米，副尺上有50分度．某同学调整手轮后，从测量头目镜看去，第一次映入眼帘干涉条纹如图乙(a)所表示，图乙(a)中数字是该同学给各暗纹编号，此时图乙(b)中游标尺上读数x1＝1.16mm；接着再转动手轮，映入眼帘干涉条纹如图丙(a)所表示，此时图丙(b)中游标尺上读数x2＝________mm；

②利用上述测量结果，经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间距离Δx＝________mm；这种色光波长λ＝________nm.;答案：①15.02②2.316.6×102;【例3】在“用双缝干涉测光波长”试验中：

(1)已知双缝到光屏之间距离是600mm，双缝之间距离是0.20mm，单缝到双缝之间距离是100mm，某同学在用测量头测量时，先将测量头目镜中看到分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)中心，这时手轮上示数如图5甲所表示，然后他转动测量头，使分划板中心刻线对准第7条亮纹中心，这时手轮上示数如图5乙所表示，这两次示数依次为__________mm和;__________mm，由此能够计算出这次试验中所测得单色光波长为__________nm.

;(2)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间距离 ()

A．增大单缝和双缝之间距离

B．增大双缝和光屏之间距离

C．将红色滤光片改为绿色滤光片

D．增大双缝之间距离;23/46;答案：(1)0.64010.296536(2)B;1．分别使红光和紫光先后用同一装置进行双缝干涉试验，在屏上得到相邻条纹间距离分别为Δx1和Δx2，则()

A．Δx1＜Δx2

B．Δx1＞Δx2

C．若双缝间距d减小，而其它条件保持不变，则Δx1增大

D．若双缝间距d减小，而其它条件保持不变，则Δx1不变;答案：BC;2．用单色光做双缝干涉试验，下述说法正确是 ()

A．相邻干涉条纹之间距离相等

B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度2倍

C．屏与双缝之间距离减小，则屏上条纹间距离增大

D．在试验装置不变情况下，红光条纹间距小于蓝光条纹间距;答案：A;3．右图6为双缝干涉试验示意图，若要使干涉条纹间距变大可改用波长更________(填：长、短)单色光；或者使双缝与光屏之间距离__________(填：增大，减小)．;答案：长增大;4．在双缝干涉试验中，以白光为光源，在屏上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中一缝前放一红