实验十六用双缝干涉测光的波长1
实验原理如图1所示,光源发出的光,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相当于一个单色光源,衍射光波同时到达双缝S1和S2之后,S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源,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有关,其关系式为:Δx=λ,因此,只要测出Δx、d、l即可测出波长λ
图1两条相邻亮(暗)条纹间的距离Δx用测量头测出
测量头由分划板、目镜、手轮等构成,如图2所示
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、测量头,另外还有学生电源、导线、刻度尺
实验步骤(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3所示
图3②接好光源,打开开关,使灯丝正常发光
③调节各器件的高度,使光源灯丝发出的光能沿遮光筒轴线到达光屏
④安装单缝和双缝,尽量使缝的中点位于遮光筒的轴线上,使单缝与双缝平行,二者间距约为5~10cm
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,如图4所示,记下此时手轮上的读数,将该条纹记为第1条亮条纹;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,将该条纹记为第n条亮条纹,测出n条亮条纹间的距离a,则相邻两亮条纹间距Δx=
图4③用刻度尺测量双缝到光屏间距离l(d是已知的)
④重复测量、计算,求出波长的平均值
数据处理(1)条纹间距的计算:转动测量头的手轮,分划板中心刻线在第1条亮条纹中央时读数为a1,在第n条亮条纹中央时读数为an,则Δx=
(2)根据条纹间距与波长的关系Δx=λ得λ=Δx,其中d为双缝间距,l为双缝到光屏的距离
(3)测量时需测