实验十九用双缝干涉实验测量光的波长
学习目标1.掌握由Δx=ldλ测光的波长的原理,并能测单色光波长。2.观察单色光的双缝干涉图样,
实验原理
实验操作
注意事项
如图甲所示，相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx与入射光波长λ，双缝S1、S2间距离d及双缝与屏的距离l满足关系式Δx＝ldλ，因此，只要测出Δx、d、l即可测出波长
甲
1.安装仪器(如图乙)
乙
(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。
(2)接好光源，打开开关，使白炽灯正常发光。调节各部件的高度，使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏。
(3)安装单缝和双缝，中心位于遮光筒的轴线上，使双缝和单缝的缝平行。
2.观察与记录
(1)调单缝与双缝间距为5~10cm时，观察白光的干涉条纹。
(2)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹。
(3)调节测量头，使分划板中心刻线对齐第1条亮条纹的中心，记下手轮上的读数a1;转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线与第n条亮条纹中心对齐时，记下手轮上的刻度数a2，则相邻两亮条纹间的距离Δx＝|
(4)换用不同的滤光片，测量其他色光的波长。
1.调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。
2.放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。
3.调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐。
4.不要直接测Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到Δx，这样可以减小误差。
数据处理
1.条纹间距:Δx＝an-a1n-1。2.波长:λ＝dlΔ
误差分析
1.双缝到屏的距离l的测量存在误差。
2.测条纹间距Δx带来的误差如下:
(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
(2)误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度。
(3)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。
(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清。
考点一教材原型实验
例1(2025·湖南常德模拟)某同学利用如图甲所示装置测量某种单色光波长。实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题:
(1)关于本实验,下列说法正确的是。?
A.若照在毛玻璃屏上的光很弱或不亮,可能是因为光源、单缝、双缝与遮光筒不共轴所致
B.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在A和B之间
C.A处为单缝、B处为双缝、滤光片在凸透镜和A之间
D.若想增加从目镜中观察到的条纹个数,可以换用间距更小的双缝
(2)某次测量时,选用的双缝间距为0.4mm,测得屏与双缝间的距离为0.5m,用某种单色光实验得到的干涉条纹如图乙所示,分划板在图中M、N位置时游标卡尺的读数如图丙所示,则M位置对应的读数为mm。N位置对应的读数为15.6mm,则所测单色光的波长约为nm(结果保留整数部分)。?
(3)若某次实验观察到的干涉条纹与分划板的中心刻线不平行,如图丁所示,在这种情况测量相邻两亮条纹间距Δx,则波长λ的测量值(选填“大于”“小于”或“等于”)实际值。?
听课笔记?
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跟踪训练
(2025·八省联考云南卷,11)某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管(LED)发出光的波长。图甲为实验装置示意图,双缝间距d=0.450mm,双缝到毛玻璃的距离l=365.0mm,实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心,手轮上的读数为x1=2.145mm;当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心,手轮上的读数为x5=4.177mm。完成下列填空:
(1)相邻两条亮条纹间的距离Δx=mm。?
(2)根据可算出波长(填正确答案标号)。?
A.λ=ΔxdB.λ=dlΔxC.
(3)则待测LED发出光的波长为λ=nm(结果保留3位有效数字)。?
考点二创新拓展实验
例2洛埃德在1834年提出了一种更简单的观察干涉的装置。如图所示,单色光从单缝S射出,一部分