《山东高考》一轮复习教师用书2021 第13章 实验21　用双缝干涉测光的波长

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实验二十一　用双缝干涉测光的波长
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。
二、实验原理
1．如图甲所示，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。
2．两条相邻亮(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，如图乙所示。
甲　　　　　　乙
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
量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺。
四、实验步骤
1．观察双缝干涉图样
(1)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 5～10 cm。
1
(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＝。
(3)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。
五、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．测量时需测量多组数据，求 λ的平均值。
六、注意事项
1．调节双缝干涉仪时，要注意调整光源的高度，使它发出的光束能够沿着
遮光筒的轴线把屏照亮。
2．放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上。
3．调节测量头时，应使分划板中心刻线和亮条纹的中心对齐，记下此时手
轮上的读数，转动手轮，使分划板中心刻线和另一亮条纹的中心对齐，记下此
时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条亮条纹间的距离。
4．不要直接测 Δx，要测多条亮条纹的间距再计算得到 Δx，这样可以减小
误差。
5．白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层。
七、误差分析
1．双缝到光屏的距离 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清晰的程度。
(2)误认为 Δx为亮条纹的宽度。
(3)分划板中心刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于亮条
纹中心。
2
摘要：

实验二十一　用双缝干涉测光的波长一、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。二、实验原理1．如图甲所示，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。2．两条相邻亮(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，如图乙所示...

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