1、1理解雙縫干涉理解雙縫干涉的原理，能安裝和調(diào)試儀器的原理，能安裝和調(diào)試儀器2觀察入射光分別為白光和單色光時雙縫干涉的圖樣觀察入射光分別為白光和單色光時雙縫干涉的圖樣3掌握用公式掌握用公式x 測波長的方法測波長的方法雙縫干涉儀雙縫干涉儀，即：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、，即：光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測量頭，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺測量頭，另外還有學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺第第2 2課時課時 實驗十九實驗十九 用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮單色光通過單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干

2、涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗暗)紋間距紋間距x與雙縫間距與雙縫間距d、雙縫到屏的距離、雙縫到屏的距離l、單色光的波長、單色光的波長之間滿足之間滿足dx/l.附：測量頭的構(gòu)造及使用附：測量頭的構(gòu)造及使用如圖如圖1521甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，分劃板甲所示，測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，分劃板會向左右移動，測量時，應(yīng)使分劃板中心刻度對齊條紋的中心，如圖會向左右移動，測量時，應(yīng)使分劃板中心刻度對齊條紋的中心，如圖1521乙，乙，記下此時手輪上的讀數(shù)記下此時手輪上的讀數(shù)兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離兩次讀數(shù)之差就表示這兩條條紋間的距離實際測量時，要測出實

3、際測量時，要測出n條明紋條明紋(暗紋暗紋)的寬度，設(shè)為的寬度，設(shè)為a，那么，那么 一、安裝儀器一、安裝儀器1將光源將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上，如圖1522所示所示2接好光源，打開開關(guān)，使白熾燈正常發(fā)光調(diào)節(jié)各部件的高度，使光源燈絲接好光源，打開開關(guān)，使白熾燈正常發(fā)光調(diào)節(jié)各部件的高度，使光源燈絲發(fā)出的光能沿軸線到達光屏發(fā)出的光能沿軸線到達光屏3安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸線上，使雙縫和單縫的縫平行安裝單縫和雙縫，中心位于遮光筒的軸線上，使雙縫和單縫的縫平行二、觀察與記錄二、觀察與記錄4調(diào)單縫調(diào)單縫與雙縫間距為幾厘米時，觀察白光的干涉條

4、紋與雙縫間距為幾厘米時，觀察白光的干涉條紋5在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋6調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻度線對齊第調(diào)節(jié)測量頭，使分劃板中心刻度線對齊第1條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)條亮條紋的中心，記下手輪上的讀數(shù)a1，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻度線與第，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板向一側(cè)移動，當(dāng)分劃板中心刻度線與第n條相鄰的明條條相鄰的明條紋中心對齊時，記下手輪上的刻度數(shù)紋中心對齊時，記下手輪上的刻度數(shù)a2，則相鄰兩條紋間的距離，則相鄰兩條紋間的距離 7換用不同的濾光片，測量其他色光的波長換用不同的濾光片，測量其他色光的波

5、長三、數(shù)據(jù)處理三、數(shù)據(jù)處理8用刻度尺用刻度尺測量出雙縫到光屏間的距離測量出雙縫到光屏間的距離l，由公式，由公式 x計算波長重復(fù)測量、計算波長重復(fù)測量、 計算，求出波長的平均值計算，求出波長的平均值1實驗時應(yīng)實驗時應(yīng)調(diào)整光源、單縫、雙縫和光屏、測量頭共軸，單縫和雙縫安裝時應(yīng)豎直調(diào)整光源、單縫、雙縫和光屏、測量頭共軸，單縫和雙縫安裝時應(yīng)豎直 且相互平行，遮光筒的軸線要與光具座導(dǎo)軌平行若不共軸或單縫與雙縫不平行且相互平行，遮光筒的軸線要與光具座導(dǎo)軌平行若不共軸或單縫與雙縫不平行 則會引起干涉條紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測量則會引起干涉條紋亮度小，不清晰，不便于觀察和測量2分劃板分劃板上的刻線應(yīng)與

6、干涉條紋的亮上的刻線應(yīng)與干涉條紋的亮(暗暗)線平行，否則會增大測量結(jié)果的誤差線平行，否則會增大測量結(jié)果的誤差3雙縫雙縫、測量頭安裝到遮光筒上時要裝到底，使各部件的定位面緊密吻合，否、測量頭安裝到遮光筒上時要裝到底，使各部件的定位面緊密吻合，否 則影響測量結(jié)果則影響測量結(jié)果1使用測量頭測量使用測量頭測量a1、a2易出現(xiàn)誤差這樣造成了條紋間距易出現(xiàn)誤差這樣造成了條紋間距x的誤差的誤差2用刻度尺測量用刻度尺測量l時，也容易出現(xiàn)誤差時，也容易出現(xiàn)誤差. 【例【例1】如圖如圖1523所示，在所示，在“用雙縫干涉測光的波長用雙縫干涉測光的波長”實驗中，光具座上放實驗中，光具座上放置的光學(xué)元件依次為置的光學(xué)

7、元件依次為光源、光源、_、_、_、遮光筒、遮光筒、光屏對于某種單色光，為增加相鄰亮紋光屏對于某種單色光，為增加相鄰亮紋(暗紋暗紋)間的距離，可采取間的距離，可采取_或或_的方法的方法解析：解析：做該實驗時用單色光，應(yīng)特別注意，做該實驗時用單色光，應(yīng)特別注意，是濾光片，其他依次是單縫屏、雙是濾光片，其他依次是單縫屏、雙縫屏、遮光筒和毛玻璃屏由條紋間距公式縫屏、遮光筒和毛玻璃屏由條紋間距公式 可知，要增大相鄰條紋間距，可知，要增大相鄰條紋間距，應(yīng)該增大雙縫屏到光屏的距離或者減小兩縫間距離應(yīng)該增大雙縫屏到光屏的距離或者減小兩縫間距離答案：答案：濾光片濾光片單縫屏雙縫屏增大雙縫屏到光屏的距離減小兩縫間

8、距離單縫屏雙縫屏增大雙縫屏到光屏的距離減小兩縫間距離【例【例2】 現(xiàn)有毛玻璃屏現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫雙縫B、白光光源白光光源C、單縫單縫D和透紅光的濾光片和透紅光的濾光片E等光等光學(xué)元件，要把它們放在圖學(xué)元件，要把它們放在圖1524所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用用以測量紅光的波長以測量紅光的波長(1)將白光光源將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、A.(2)本實驗的步驟有：本實驗的步驟有：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)

9、光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；用米尺測量雙縫到屏的距離；用米尺測量雙縫到屏的距離；用測量頭用測量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測微器其讀數(shù)方法同螺旋測微器)測量數(shù)條亮紋間的距離測量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟在操作步驟時還應(yīng)注意時還應(yīng)注意_.(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時條亮紋，此

10、時手輪上的示數(shù)如圖手輪上的示數(shù)如圖1525甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與甲所示然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第第6條亮紋中心對齊，記下此時圖條亮紋中心對齊，記下此時圖1525乙中手輪上的示數(shù)乙中手輪上的示數(shù)_ mm，求得相，求得相鄰亮紋的間距鄰亮紋的間距x為為_ mm.(4)已知雙縫間距已知雙縫間距d為為2.0104 m，測得雙縫到屏的距離，測得雙縫到屏的距離l為為0.700 m，由計算式，由計算式_，求得所測紅光波長為，求得所測紅光波長為_ nm.解析：解析：(1)濾光片濾光片E是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲取線光源，雙縫屏是獲是從白光中選出單色紅光，單縫屏是獲

11、取線光源，雙縫屏是獲得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列順序為：得相干光源，最后成像在毛玻璃屏所以排列順序為：C、E、D、B、A.(2)在操作步驟在操作步驟時應(yīng)注意的事項有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、時應(yīng)注意的事項有：放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為雙縫間距離大約為510 cm；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上同一軸線上(3)螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)該：先讀整數(shù)刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可動螺旋測微器的讀數(shù)應(yīng)該：先讀整數(shù)刻度，然后看半刻度是否露出，最后看可動刻度，圖乙讀數(shù)為刻度，圖乙讀數(shù)為

12、13.870 mm，圖甲讀數(shù)為，圖甲讀數(shù)為2.320 mm，所以相鄰條紋間距，所以相鄰條紋間距x mm2.310 mm. (4)由條紋間距離公式由條紋間距離公式x 得：得： ，代入數(shù)值得：，代入數(shù)值得：6.6107 m6.6102 nm.答案：答案：(1)C、E、D、B、A(2)放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫放置單縫、雙縫時，必須使縫平行；單縫、雙縫間距離大約為間距離大約為510 cm；要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上軸線上(3)13.8702.310(4) 6.6102 【例【例3】 在利用在利用雙縫干涉測定光

13、波波長時，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫雙縫干涉測定光波波長時，首先調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心均位于遮光筒的中心軸線上，并使單縫和雙縫豎直并且互相平行，當(dāng)?shù)闹行木挥谡诠馔驳闹行妮S線上，并使單縫和雙縫豎直并且互相平行，當(dāng)屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測量頭上的游標(biāo)卡尺去測量，轉(zhuǎn)動手輪，移動分屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后，用測量頭上的游標(biāo)卡尺去測量，轉(zhuǎn)動手輪，移動分劃板使分劃中心刻線與某條明紋中心對齊時劃板使分劃中心刻線與某條明紋中心對齊時(如圖如圖1526A所示所示)將此明紋將此明紋記為記為1，然后再轉(zhuǎn)動手輪，分劃板中心刻線向右移動，依次經(jīng)過，然后再轉(zhuǎn)動手輪，分劃板中心刻線向右移動，依次經(jīng)過2、3

14、明明紋，最終與明紋紋，最終與明紋6中心對齊，分劃板中心刻線與明紋中心對齊，分劃板中心刻線與明紋1和明紋和明紋6對齊時游標(biāo)卡對齊時游標(biāo)卡尺示數(shù)分別如圖尺示數(shù)分別如圖 1526中中B、C所示所示 (游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 為為10分度分度)，則圖，則圖B對應(yīng)的讀數(shù)為對應(yīng)的讀數(shù)為_m，圖，圖C對應(yīng)的讀數(shù)為對應(yīng)的讀數(shù)為_m用用刻度尺量得雙縫到屏的距離為刻度尺量得雙縫到屏的距離為60.00 cm，由雙縫上標(biāo)示獲知雙縫間距為，由雙縫上標(biāo)示獲知雙縫間距為0.2 mm，則發(fā)生干涉的光波波長為則發(fā)生干涉的光波波長為_m.在實驗在實驗中，若經(jīng)粗調(diào)后透過測量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，中，若經(jīng)粗調(diào)后透過測量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū)，造成這種情況的最可能的