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(共22張PPT)
用雙縫干涉測量光的波長
不同單色光的雙縫圖樣干涉比較
紅光
藍光
各自均為明暗相間的條紋，相鄰兩明紋的強弱差不多、
相鄰兩明紋的間距也差不多
在狹縫間的距離d 、狹縫與屏的距離L都不變的條件下，用不同顏色的光做實驗，條紋間距△x是不同的。紅光的條紋間距△x最大，紫光的條紋間距△x最小。
△x= λ
知：紅光的波長最長，紫光的波長最短。
依據公式
能不能設計一個實驗測定紅光和紫光等色光的波長呢？
思考：根據以上公式如何測光的波長呢？
前面我們通過理論推導，得到了雙縫干涉實驗中干涉條紋的間距和光的波長之間的關系，即
本節我們利用該結果，通過雙縫干涉實驗測量光的波長
實驗思路：如圖4.4-1 為雙縫干涉實驗裝置示意圖。
光源發出的光經濾光片（裝在單縫前）成為單色光，
把單縫照亮。單縫相當于一個線光源，它又把雙縫照亮。來自雙縫的光在雙縫右邊的空間發生干涉。遮光筒的一端裝有毛玻璃屏，我們可以在這個屏上觀察到干涉條紋，并由 計算出光的波長。
光源
濾光片
雙縫
遮光筒
毛玻璃
單縫
測量頭
透鏡的作用是使射向單縫的光更集中。
透鏡
根據 可知，本實驗需要測量的物理量是雙縫到屏的距離 L和相鄰兩條亮條紋間的距離 x（雙縫間的距離 d 已知）。
二、物理量的測量
測量頭
具體操作如下:
L 的測量: 雙縫到屏的距離 L 可以用刻度尺測出。
x 的測量: 相鄰兩條亮條紋間的距離 x 需用測量頭測出。測量頭通常有兩種（圖 ），但都由分劃板、目鏡、手輪等構成。轉動手輪，分劃板會左右移動。
二、物理量的測量
測量時，應使分劃板的中心刻線與亮條紋的中心對齊（如圖 ），記下此時手輪上的讀數。然后轉動測量頭，使分劃板中心刻線與另一相鄰亮條紋的中心對齊，再次記下手輪上的讀數。兩次讀數之差表示這兩條亮條紋間的距離 x。
二、物理量的測量
為了減小測量誤差，可測多個亮條紋間的距離，再求出相鄰兩條亮條紋間的距離。例如，可測出 n 條亮條紋間的距離 a，再求出相鄰兩條亮條紋間的距離
15
20
5
10
0
20
25
15
第1條時讀數
第5條時讀數
15
20
5
10
0
30
35
40
45
L=1m,d=0.36mm,則該光波波長為多少？
4.66×10-7m
1、如圖，把長約1m的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏；
2、取下雙縫，打開光源，調節光源高度，使它發出的光束沿遮光筒的軸線把屏照亮(中心在同一高度);
3、然后裝好單縫和雙縫，注意使單縫與雙縫相互平行，(習慣上讓縫沿豎直方向)，調節透鏡，使燈絲更多的光集中在單縫上，做好以上調整后，在單縫與光源之間放上紅光濾光片就可以通過目鏡觀察到紅光的雙縫干涉圖樣
光源
濾光片
單縫
雙縫
遮光筒
屏
透鏡
三、實驗步驟
4、調節測量頭，使分劃板中心刻線與左端某條(記為第1條)亮紋中心對齊，記下此時測量頭的讀數x1，轉動手輪，將測量頭分劃板朝右端移動，使分劃板中心刻線與右端某條（記為第 n 條）亮紋中心對齊，記下此時測量頭的讀數x2，則第1條亮紋與第 n 條亮紋中心間距為a=x2-x1，則相鄰亮紋間距為：
15
20
5
10
0
20
25
15
第1條時讀數
第4條時讀數
15
20
5
10
0
30
35
40
45
螺旋測微器的讀數
三、實驗步驟
Δx
Δx
Δx
Δx
紅光
5、測出雙縫到屏的距離L，已知雙縫間的距離d，由 ，計算紅光的波長。
三、實驗步驟
6、如圖，分別改變濾光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應的波長。
白光
中央是白色條紋，
兩側是彩色條紋
彩色條紋的內側是紫色，
外側是紅色
三、實驗步驟
6、如圖，分別改變濾光片的顏色和雙縫的距離，觀察干涉條紋的變化，并求出相應的波長。
1、如圖所示是雙縫干涉儀，其中A是白熾電燈（光源）、B是濾光片、E是遮光筒、F是毛玻璃光屏．
①圖中C是_________，D是________，C、D間距離大約是_________cm．
②如果撤去濾光片B，在屏上看到的是________________，與D正中相對的位置出現的是__________，兩側是________________．
③如果把黃色濾光片換成綠色濾光片，在屏上觀察到的條紋間距將變_______．
④計算光的波長的公式是___________，式中各物理量的意義是_________________
單縫
雙縫
5---10
彩色干涉條紋
白色亮條紋
彩色條紋
變窄
λ=d△X/L
1．單縫、雙縫應相互平行，通過撥桿慢慢調節，其中心大致位于遮光筒的中心軸線上，雙縫到單縫的距離應相等．
2．測雙縫到屏的距離l時，用毫米刻度尺多次測量取平均值．
3．測條紋間距Δx時，采用累積法，即用測量頭測出n條亮條紋間的距離a，求出相鄰的兩條亮條紋間的距離Δx＝
注意事項：
實驗視頻
1．(1)測雙縫到屏的距離L帶來的誤差，可通過選用mm刻度尺，進行多次測量求平均值的辦法減小誤差．
(2)通過測量多條亮條紋間的距離來減小測量誤差．
2．測條紋間距Δx帶來的誤差．
(1)干涉條紋沒有調到最清晰的程度．
(2)分劃板刻線與干涉條紋不平行，中心刻線沒有恰好位于條紋中心．
(3)測量多條亮條紋間距離時讀數不準確．
五、誤差分析
用光傳感器可以更方便地演示雙縫干涉現象。如圖是實驗裝置圖（實驗在暗室中進行）。光源在鐵架臺的最上端，中間是刻有雙縫的擋板，下面是光傳感器。這個實驗的光路是自上而下的。
拓展學習：用光傳感器做雙縫干涉的實驗
拓展學習：用光傳感器做雙縫干涉的實驗
圖中帶有白色狹長矩形的小盒是光傳感器，沿矩形的長邊分布著許多光敏單元。傳感器各個光敏單元得到的光照信息經計算機處理后，在顯示器上顯示出來。
拓展學習：用光傳感器做雙縫干涉的實驗
根據顯示器上干涉圖像的條紋間距，可以算出光的波長。
與常規方法相比，這種方法除了同樣可以測量條紋間距外，它還可以方便、形象地展示亮條紋的分布，并能測出傳感器上各點的光照強度。
2.用綠光做雙縫干涉實驗，在光屏上呈現出綠、暗相間的條紋，相鄰兩條綠條紋間的距離為Δx。下列說法中正確的有
A．若增大單縫到雙縫間的距離，Δx 將增大
B．若增大雙縫之間的距離，Δx將增大
C．若增大雙縫到光屏之間的距離，Δx將增大
D．若減小雙縫的每條縫的寬度，而不改變雙
縫間的距離，Δx將增大
C
3.幾位同學在做雙縫干涉實驗時，有的用了距離為0.1mm的雙縫，有的用了距離為0.2mm的雙縫；同時他們還分別用紅、紫兩種不同顏色的濾光片遮住光源進行了觀察，下圖選自他們的觀察記錄．其中正確地反映了實驗結果的是
A
B
C
D
BD

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