4 实验：用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)
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用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)
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1.了解实验装置，知道实验原理及需要测量的物理量．
2．知道测量头的使用方法，会测量明条纹的间距．
3．知道滤光片和遮光筒的作用，理解实验中为了满足干涉条件所采用的方法．
4．知道获得理想干涉条纹的实验操作要求．
5．会用控制变量的方法，分别研究光的颜色、双缝距离和双缝与屏之间距离等与条纹间距的关系．
6．会根据给出的波长表达式计算不同颜色光的波长．
7．经历实验过程，体会条纹间距测量时的实验方法.
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一、双缝干涉条纹间距问题
1．双缝干涉条纹间距的关系式为Δx＝λ.
2．若双缝到屏的距离用l表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮条纹间的距离用Δx表示，则入射光的波长为λ＝.
二、用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)
1．实验原理
由公式Δx＝λ可知，在双缝干涉实验中，d是双缝间距，是已知的；只要测出双缝到屏的距离l及相邻两亮(或暗)条纹的中心间距Δx，即可由公式λ＝Δx计算出入射光的波长，而测量Δx是本实验的关键．
2．实验装置(如图1所示)
图1
3．测量头的构造及使用
如图2所示，测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会向左右移动，测量时，应使分划板中心刻度对齐某条亮(或暗)条纹的中心，记下此时游标卡尺上的读数a1，转动手轮，使分划板中心刻线移至另一条亮(或暗)条纹中央，记下此时游标卡尺的读数a2；并记下两次测量的亮(或暗)条纹数n，则相邻两条亮(或暗)条纹间距Δx＝.
图2
4．实验步骤及数据处理
(1)按如图1所示安装仪器．
(2)将光源中心、单缝中心、双缝中心都调节在遮光筒的中心轴线上．
(3)使光源发光，在光源和单缝之间加红(或绿)色滤光片，让过滤后的条形光斑恰好落在双缝上，通过调节遮光筒上测量头的目镜，观察单色光的干涉条纹；撤去滤光片，观察白光的干涉条纹(彩色条纹)．
(4)再次加装滤光片，通过目镜观察单色光的干涉条纹，同时调节手轮，使分划板的中心刻线对齐某一亮(或暗)条纹的中心，记下此时游标卡尺的读数，然后继续转动手轮使分划板移动，直到分划板的中心刻线对齐另一亮(或暗)条纹中心，再次记下此时游标卡尺读数和移过分划板中心刻线的条纹数n.
(5)将两次游标卡尺的读数相减，求出n个亮(或暗)条纹间的距离a，利用公式Δx＝算出条纹间距，然后利用公式λ＝Δx，求出此单色光的波长λ(d、l仪器中都已给出)．
(6)换用不同颜色的滤光片，重复步骤(3)、(4)，并求出相应的波长．
5．注意事项
(1)单缝、双缝应相互平行，其中心大致位于遮光筒的中心轴线上，双缝到单缝的距离应相等．
(2)测双缝到屏的距离l时用毫米刻度尺多次测量取平均值．
(3)测条纹间距Δx时，用测量头测出n条亮(或暗)条纹间的距离a，求出相邻两条亮(暗)条纹间的距离Δx＝.
(4)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行靠近.
