4.5 实验：用双缝干涉测量光的波长（wrord教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册（教科版）

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5　实验：用双缝干涉测量光的波长

一、实验目的

1．观察单色光的双缝干涉图样。

2．掌握用公式 Δx＝λ测量光的波长的方法。

3．会用测量头测量条纹间距离。

二、实验原理

1．实验思路

由公式 Δx＝λ可知，波长 λ＝Δx(d已知)，只要测出双缝到屏的距离 l，相邻两明

条纹(或相邻两暗条纹)中心间距 Δx，即可计算出入射光波长的大小。

2．测量原理

(1)l的测量：双缝到屏的距离 l可以用刻度尺测出。

(2)Δx的测定

如图甲所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，测量时，应使分划板中心

刻线与亮条纹的中心对齐(如图乙所示)，记下手轮上的读数。然后转动测量头，

使分划板中心刻线与另一相邻亮条纹的中心对齐，再次记下手轮上的读数。两

次读数之差表示这两条亮条纹间的距离 Δx。为减小误差，应用同样的方法测出

n条亮条纹间的距离 a，再求出相邻两条亮条纹间的距离 Δx＝。

三、实验器材

双缝干涉仪(包括光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量

头)、学生电源、导线、米尺。

一、实验步骤

1．观察双缝干涉图样

(1)将光源、遮光筒、毛玻璃光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轴线到达光屏。

(4)安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝平行，二者

间距约为 5～10 cm，这时可观察到白光的干涉条纹。

(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)使分划板的中心刻线对齐某条亮条纹的中央，如图所示，记下手轮上的读数

a1；转动手轮，使分划板中心刻线移至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的

读数 a2。由这两个读数得出 n个亮条纹间的距离为 a＝|a2－a1|，则相邻两亮条纹

间距 Δx＝。

(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离 l(d是已知的)。

(4)重复测量、计算，求出波长的平均值。

(5)换用不同的滤光片，重复实验。

二、数据处理

1．条纹间距的计算：Δx＝。

2．波长计算：λ＝Δx。

3．计算多组数据，求 λ的平均值。

三、误差分析

1．双缝到屏的距离 l的测量误差

因本实验中双缝到屏的距离非常长，l的测量误差不太大，但也应选用毫米刻度

尺测量，并用多次测量求平均值的办法减小相对误差。

2．测条纹间距 Δx带来的误差

(1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。

(2)分划板刻线与干涉条纹不平行，中心刻线没有恰好位于条纹中心。

(3)测量多条亮条纹间距时读数不准确。

四、注意事项

1．双缝干涉仪是比较精密的实验仪器，要轻拿轻放，不要随便拆分遮光筒、测

量头等元件。

2．安装时，要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一条轴线上，

并使单缝、双缝平行且竖直。

3．光源使用线状长丝灯泡，调节时使之与单缝平行且靠近。

4．实验中可能会出现屏上的光很弱的情况，主要是灯丝、单缝、双缝、测量头

与遮光筒不共轴所致；干涉条纹是否清晰与单缝和双缝是否平行有关。

题型一　实验操作与读数

[典例 1]　现有毛玻璃屏 A、双缝 B、白光光源 C、单缝 D和透红光的滤光片 E

等光学元件，要把它们放在下图所示的光具座上组成双缝干涉装置，用以测量

红光的波长。

(1)将白光光源 C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示

各光学元件的字母排列顺序应为 C、________、________、________A。

(2)本实验的步骤如下：

① 取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照

亮；

② 按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴

线上；

③用刻度尺测量双缝到屏的距离；

④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离。

在操作步骤②时还注意：__________________________________________

___________________________________________________________________。

(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，

此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与

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