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高中物理编辑
2020版高考物理总复习15第4讲实验:用双缝干涉测光的波长教案新人教版
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资源简介
4讲 实验:用双缝干涉测光的波长
一、实验目的
1.明确实验器材的构成及其作用。
2.观察白光及单色光的双缝干涉图样。
3.测定单色光的波长。
二、实验原理
如图所示,电灯发出的光,经过滤光片后变成单色光,再经过单缝S时发生衍射,这时单缝S相当于一单色光源,衍射光波同时到达双缝S1S2之后,再次发生衍射,S1S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源,透过S1S2双缝的单色光波在屏上相遇并叠加,S1S2到屏上P点的路程分别为r1r2,两列光波传到P的路程差Δx|r1r2|,设光波波长为λ
1.若Δxnλ (n0,1,2…),两列波传到P点同相位,互相加强,出现条纹。
2.若Δx(2n1) (n0,1,2…),两列波传到P点反相位,互相减弱,出现条纹。
这样就在屏上得到了平行于双缝S1S2的明暗相间的干涉条纹。相邻?#25945;?#26126;()条纹间的距离Δx与入射光波长λ,双缝S1S2间距离d及双缝与屏的距离l有关,其关系式为:Δxλ,由此可知,只要测出Δxdl,即可测出波长λ
?#25945;?#30456;邻明()条纹间的距离Δx可用测?#23458;?#27979;出。测?#23458;?#30001;分划板、目镜、手轮等构成。如下图左所示。
  
转动手轮,分划板会左、右移动。测量时,应使分划板中心刻线对齐条纹的中心(如上图右所示),记下此时手轮上的读数a1;转动手轮,使分划板向一侧移动,当分划板中心刻线对齐另一条相邻的条纹中心时,记下手轮上的刻度a2,两次读数之差就是这?#25945;?#26465;纹间的距离。即Δx|a1a2|
Δx很小,直接测量时相对误差较大,通常测出n条明()条纹间的距离a,再推算相邻?#25945;?#26126;()条纹间的距离Δx
三、实验器材
 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?#23458;罰?#21478;外还有学生电源、导线、刻度尺。
四、实验步骤
1.观察双缝干涉图样
(1)把?#26412;对?/span>10 cm、长约1 m的遮光筒水平放在光具座上;筒的?#27426;?#35013;有双缝,另?#27426;?#35013;有毛玻璃屏(装置如图所示)
(2)取下双缝,打开光源,调节光源的高度,使光线能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮。
(3)放好单缝和双缝,单缝和双缝间距离为510 cm,并使缝相互平行,中心大致位于遮光筒的轴线上。
(4)通过测?#23458;?#35266;察屏上出现的白光的干涉图样。
(5)在单缝和光源之间放?#19979;?#20809;片,观察单色光的干涉图样。
2.测定单色光的波长
(1)用刻度尺测出屏到双缝的距离l
(2)转动手轮,使分划板中心刻线与亮条纹的中心对齐,记下此时手轮上的读数为亮纹1的位置。
(3)转动手轮,使分划板中心刻线对准另一亮条纹的中心,记下此时手轮上的读数,即为亮条纹n的位置,两次读数之差为这?#25945;?#20142;条纹间的距离a
(4)相邻亮纹间距Δx,代入λΔx(其中d在双缝上已标出),即可求得光波波长。
(5)换用不同的滤光片,重复实验测?#31185;?#20182;单色光的波长。
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