實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三用雙縫干涉測(cè)量光的用雙縫干涉測(cè)量光的波長(zhǎng)波長(zhǎng)知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康挠^察白光、單色光的干涉圖樣，測(cè)觀察白光、單色光的干涉圖樣，測(cè)定單色光的波長(zhǎng)定單色光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理單色光通過(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定單色光通過(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗暗)紋間距紋間距x與雙縫間距與雙縫間距d、雙縫到屏的、雙縫到屏的距離距離l、單色光的波長(zhǎng)、單色光的波長(zhǎng)之間滿足之間滿足dx/l.實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材雙縫干涉儀雙縫干涉儀(由光具座、光源、濾光片、由光具座、光源、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量單縫、雙縫、遮光筒、毛玻璃屏、測(cè)量頭組成頭組成)、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等、學(xué)生電源、導(dǎo)線、刻度尺等測(cè)量頭使用方法測(cè)量頭使用方法1結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等結(jié)構(gòu)：由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成如圖構(gòu)成如圖241所示所示圖圖2412用途：測(cè)兩條相鄰明用途：測(cè)兩條相鄰明(暗暗)條紋間條紋間的距離的距離x.3使用方法：轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)使用方法：轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，分劃板會(huì)左、右移動(dòng)測(cè)量時(shí)，應(yīng)使分劃板中左、右移動(dòng)測(cè)量時(shí)，應(yīng)使分劃板中心刻線對(duì)齊條紋的中心心刻線對(duì)齊條紋的中心(如圖如圖242所示所示)，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a1；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板向一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)分劃板中心刻線對(duì)齊另一條相鄰的當(dāng)分劃板中心刻線對(duì)齊另一條相鄰的條紋中心時(shí)條紋中心時(shí),記下手輪上的刻度數(shù)記下手輪上的刻度數(shù)a2，兩次讀數(shù)之差就是這兩條條紋間的距兩次讀數(shù)之差就是這兩條條紋間的距離，即離，即xa1a2.圖圖242實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1觀察干涉條紋觀察干涉條紋(1)將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安將光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如圖放在光具座上如圖243所示所示圖圖243過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引(2)接好光源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使燈絲正接好光源，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，使燈絲正常發(fā)光常發(fā)光(3)調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出調(diào)節(jié)各器件的高度，使光源發(fā)出的光能沿軸線到達(dá)光屏的光能沿軸線到達(dá)光屏(4)安裝雙縫和單縫，中心大致位于安裝雙縫和單縫，中心大致位于遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫遮光筒的軸線上，使雙縫與單縫的縫平行，二者間距約平行，二者間距約5 cm10 cm，這時(shí)，可觀察白光的干涉條紋這時(shí)，可觀察白光的干涉條紋(5)在單縫和光源間放上濾光片，觀在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的干涉條紋察單色光的干涉條紋2測(cè)定單色光的波長(zhǎng)測(cè)定單色光的波長(zhǎng)(1)安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察安裝測(cè)量頭，調(diào)節(jié)至可清晰觀察到干涉條紋到干涉條紋(2)使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條使分劃板中心刻線對(duì)齊某條亮條紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)紋的中央，記下手輪上的讀數(shù)a1，將該條紋記為第將該條紋記為第1條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，條亮紋；轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋使分劃板中心刻線移動(dòng)至另一亮條紋的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)的中央，記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)a2，將該條紋記為第將該條紋記為第n條亮紋條亮紋(3)用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離用刻度尺測(cè)量雙縫到光屏的距離l(d是已知的是已知的)(4)改變雙縫間的距離改變雙縫間的距離d，雙縫到屏的，雙縫到屏的距離距離l，重復(fù)測(cè)量，重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理誤差分析誤差分析1雙縫到屏的距離雙縫到屏的距離l的測(cè)量存在誤差的測(cè)量存在誤差2測(cè)條紋間距測(cè)條紋間距x帶來(lái)的誤差帶來(lái)的誤差(1)干涉條紋沒(méi)有調(diào)整到最清晰的程度干涉條紋沒(méi)有調(diào)整到最清晰的程度(2)誤認(rèn)為誤認(rèn)為x為亮為亮(暗暗)條紋的寬度條紋的寬度(3)分劃板刻線與干涉條紋不平行，分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒(méi)有恰好位于條紋中心中心刻線沒(méi)有恰好位于條紋中心(4)測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)測(cè)量多條亮條紋間的距離時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清不準(zhǔn)確，此間距中的條紋數(shù)未數(shù)清注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1雙縫干涉儀是比較精密的儀器，雙縫干涉儀是比較精密的儀器，應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)應(yīng)輕拿輕放，且注意保養(yǎng)2安裝時(shí)安裝時(shí),注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、注意調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心單縫、雙縫的中心均在遮光筒的中心軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距軸線上，并使單縫、雙縫平行且間距適當(dāng)適當(dāng)3光源燈絲最好為線狀燈絲，并與光源燈絲最好為線狀燈絲，并與單縫平行且靠近單縫平行且靠近4調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上調(diào)節(jié)的基本依據(jù)是：照在光屏上的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、的光很弱，主要原因是燈絲與單縫、雙縫，測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致，雙縫，測(cè)量頭與遮光筒不共軸所致，干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙干涉條紋不清晰一般原因是單縫與雙縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)縫不平行所致，故應(yīng)正確調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)典例探究實(shí)驗(yàn)典例探究實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理例例1 現(xiàn)有毛玻璃屏現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫、雙縫B、白、白光光源光光源C、單縫、單縫D和透紅光的濾光片和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖等光學(xué)元件，要把它們放在如圖244所示的光具座上組裝成雙縫干所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)圖圖244(1)將白光光源將白光光源C放在光具座最左端，放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、_、_、_、A.(2)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；屏照亮；按合理順序在光具座上放置各光學(xué)按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；的軸線上；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭用測(cè)量頭(其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器器)測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離在操作測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離在操作步驟步驟時(shí)還應(yīng)注意時(shí)還應(yīng)注意_和和_(3)若測(cè)得雙縫間距為若測(cè)得雙縫間距為3.0 mm，雙縫，雙縫與屏之間的距離為與屏之間的距離為0.70 m，通過(guò)測(cè)，通過(guò)測(cè)量頭量頭(與螺旋測(cè)微器原理相似，手輪與螺旋測(cè)微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，分劃板前進(jìn)或后退轉(zhuǎn)動(dòng)一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500 mm)觀察到第觀察到第1條亮紋的位置如圖條亮紋的位置如圖245(a)所示，所示，觀察第觀察第5條亮紋的位置如圖條亮紋的位置如圖(b)所所示則可求出紅光的波長(zhǎng)示則可求出紅光的波長(zhǎng)_m(保留一位有效數(shù)字保留一位有效數(shù)字)圖圖245【解析解析】(1)雙縫干涉儀各組成部雙縫干涉儀各組成部分在光具座上的正確排序?yàn)椋汗庠?、分在光具座上的正確排序?yàn)椋汗庠?、濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應(yīng)填濾光片、單縫、雙縫、屏，因此應(yīng)填E、D、B.(2)安裝光學(xué)元件時(shí)，應(yīng)注意單縫與安裝光學(xué)元件時(shí)，應(yīng)注意單縫與雙縫間的距離為雙縫間的距離為5 cm10 cm，同，同時(shí)使單縫與雙縫相互平行時(shí)使單縫與雙縫相互平行【答案答案】(1)EDB(2)單縫與雙縫的間距為單縫與雙縫的間距為5 cm10 cm使單縫與雙縫相互平行使單縫與雙縫相互平行(3)7107知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放