高考物理专题突破（鲁科版）用双峰干涉测量光的波长

欢迎进入物理课堂 1 实验目的 1 观察白光及单色光的双缝干涉图样 2 测定单色光的波长 2 实验原理如图所示 电灯发出的光 经过滤光片S后变成单色光 同时到达双缝S1和S2 双缝S1 S2相当于两个步调完全一致的单色相干光源 透过S1 S2双缝的单色光在屏上相遇并叠加 S1 S2到屏上P点的路程分别为r1 r2 两列光波传到P的路程差 y r1 r2 设光波波长为 1 若 y n n 0 1 2 两列波传到P点同相 互相加强 出现条纹 条纹 明 暗 这样 就在屏上得到了平行于双缝S1 S2的明暗相间的干涉条纹 相邻两条明 暗 条纹间的距离 y与入射光波长 双缝S1 S2间距离d及双缝与屏的距离l有关 其关系式为 y 因此 只要测出 y d l即可测出波长 两条相邻明 暗 条纹间的距离 y用测量头测出 测量头由分划板 目镜 手轮等构成 如图所示 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 如图所示 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 记下手轮上的刻度数a2 两次读数之差就是这两条条纹间的距离 即 y a1 a2 3 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 刻度尺等 考点实验过程1 实验步骤 1 观察干涉条纹 将光源 遮光筒 毛玻璃屏依次安放在光具座上 如图所示 接好光源 打开开关 使灯丝正常发光 调节各器件的高度 使光源灯丝发出的光能沿轴线到达光屏 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5 10cm 这时可观察白光的干涉条纹 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 安装测量头 调节至可清晰观察到干涉条纹 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 则相邻两亮条纹间距 y 用刻度尺测量双缝到光屏间的距离l d是已知的 重复测量 计算 求出波长的平均值 2 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 注意调节各缝平行 3 实验中的误差及对策 1 光波的波长很小 y l的测量对波长 的影响很大 2 在测量l时 一般用毫米刻度尺 而测 y时 用千分尺且采用 累积法 3 多次测量求平均值 案例 1 如图所示 在 用双缝干涉测光的波长 的实验中 光具座上放置的光学元件依次为 光源 遮光筒 光屏 2 如果将灯泡换成激光光源 该实验照样可以完成 并测出光波波长 这时可以去掉的部件是 填数字代号 3 转动测量头的手轮 使分划板中心刻线对准第1条亮纹 读下手轮的读数如下图甲所示 继续转动手轮 使分划板中心刻线对准第10条亮纹 读下手轮的读数如图乙所示 则条纹的间距是 mm 4 如果已经量得双缝的间距是0 30mm 双缝和光屏之间的距离是1m 则待测光的波长是 m 取3位有效数字 解析 1 滤光片单缝双缝 2 答案 见解析 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全