1、某同学在做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置,在光屏上却观察不到干涉图样,这可能是因为( )
A.光源发出的光束太强 B.单缝与双缝不平行
C.没有安装滤光片 D.光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致,相差较大
例题1 用单色光做双缝干涉实验,下列说法正确的是( )
A.中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
B.相邻干涉条纹之间的距离相等
C.屏与双缝之间距离减小,则屏上条纹间距变大
D.在实验装置不变的情况下,红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距
解析:在双缝干涉实验中,相邻两条亮纹(或暗纹)之间的距离∆x=
,d是双缝的距离,
是双缝到屏的垂直距离,
为光的波长.由上述公式可判断B、D是对的.[答案]BD
[点拨]牢记∆x=
是分析和判断的依据.
例题2 在用双缝干涉测光的波长的实验中:(1)已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如图3-5-4所示。然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如下右图所示。这两次示数依次为_______mm和______mm。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_______nm。
(2)一下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
A.增大单缝和双缝之间的距离![]()
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B.增大双缝和光屏之间的距离
C.将红色滤光片改为绿色滤光片
D.增大双缝之间的距离
解析:(1)0.640,10.295,536 (2)B
4.注意事项
(1)双缝干涉仪是比较精密的仪器,应轻拿轻放,不要随便拆解遮光筒,测量头等元件。
(2)滤光片、单缝、双缝、目镜等如有灰尘,应用擦镜纸或干净软片轻轻擦去。
(3)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。
(4)光源灯丝最好为线状灯丝,并与单缝平行且靠近。
(5)调节的基本依据是:照在像屏上的光很弱,主要原因是灯丝与单缝、双缝,测量头与遮光筒不共轴线所致,干涉条纹不清晰一般主要原因是单缝与双缝不平行所致,故应正确调节。
4.实验步骤
(1)观察双缝干涉图样
①将光屏、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上。如图3-5-3所示。
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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轴线射到光屏。
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5cm-10cm,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亮条纹中
央,记下手轮上的读数
;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
;并记下两次测量时移过的条纹数n,则相邻两亮条纹间距![]()
③用刻度尺测量双缝到光屏间距离
(d是已知的)。
④重复测量、计算,求出波长的平均值。
⑤换用不同滤光片,重复实验。
3.实验器材
双缝干涉仪即:光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双逢、遮光筒、毛玻璃屏、测量头、刻度尺
2.若
,两列波传到P点反相,互相减弱,出现暗条纹。
这样就在屏上得到了平行于双缝
、
的明暗相间的干涉条纹。相邻两条明纹间的距离
与入射光波长λ,双缝
、
间距离d及双缝与屏的距离
有关,其关系式为
,因此,只要测出
、d 、
即可测出波长λ。
两条相邻明(暗)条纹间的距离
用测量头测出。测量头由分划板、目镜、手轮等构成,如图3-5-2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
,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明条纹中心时,记下手轮上的刻度数
,两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离,即
。
很小,直接测量时相对误差较大,通常测出n条明条纹间的距离a,再推算相邻两条明(暗)条纹间的距离,
。
1、若
,两列波传到P点同相,互相加强,出现明条纹。
2.实验原理:如图所示,电灯发出的光,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相当于一单色光源,衍射光波同时到达双缝
和
之后,再次发生衍射,
、
双缝相当于二个步调完全一致的单色相干光源,透过
、
双缝的单色光波在屏上相遇并叠加,
、
到屏上P点的路程分别是
、
两列光波传到P的路程差
,设光波波长为λ
1.
实验目的:学会观察双缝干涉图样。掌握用双缝干涉测定单色光波长的方法
3、在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中:
(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa’和bb’后,不自觉地碰了玻璃砖使它向aa’方向平移了少许,如图3-4-5甲所示。则他测出的折射率值将_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)乙同学在画界面时,不自觉地将两界面aa’、bb’间距画得比玻璃砖宽度 大些,如图3-4-5乙所示,则他测得折射率_________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
第5课时 实验:用双缝干涉测光的波长
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