实验十三 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)一、实验目的1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件.2.观察白光和单色光的双缝干涉图样.3.测定单色光的波长.4.练习使用测量头.二、实验原理1.光源发出的光经滤光片成为单色光,单色光经过单缝后相当于线光源,经双缝产生稳定的干涉图样,我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹.若用白光照射,通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹.2.根据 λ=Δx 可以计算出单色光的波长.公式中 d 为双缝间距离,Δx 为相邻两条亮纹间的距离,l 为双缝到屏之间的距离,实验中 d 一般是已知的,所以测出 l、Δx 即可求出光的波长.Δx 的测量可用测量头完成.由于 Δx 较小,可测出 n 条亮(或暗)条纹的间距 a,则相邻亮条纹间的距离 Δx=.三、实验器材双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成),另外还有学生电源、导线、刻度尺.四、实验步骤1.观察干涉条纹(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上.如图所示.(2)接好光源,打开开关,使灯丝正常发光.(3)调节各器件的高度,使光源发出的光能沿轴线到达光屏.(4)安装双缝和单缝,中心大致位于遮光筒的轴线上,使双缝与单缝的缝平行,二者间距约 5~10 cm,这时,可观察白光的干涉条纹.(5)在单缝和光源间放上滤光片,观察单色光的干涉条纹.2.测定单色光的波长(1)安装测量头,调节至可清晰观察到干涉条纹.(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央,记下手轮上的读数 a1,将该条纹记为第1 条亮纹;转动手轮,使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央,记下此时手轮上的读数 a2,将该条纹记为第 n 条亮纹.(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离 l(d 是已知的). (4)重复测量.五、数据处理1.条纹间距 Δx=.2.波长 λ=Δx.3.计算多组数据,求 λ 的平均值.六、注意事项1.双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,且注意保养.2.安装时,注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上,并使单缝、双缝平行且间距适当.3.光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近.4.照在光屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴所致;干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致,故应正确调节.七、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(1)干涉条纹没有调整到最...