实验十三 用双缝干涉测量光的波长(同时练习使用游标型测量头)
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．
4．练习使用测量头．
二、实验原理
1．光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光经过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，我们通过光屏可以观察到明暗相间的干涉条纹．若用白光照射，通过两狭缝可以在光屏上观察到彩色条纹．
2．根据λ＝Δx可以计算出单色光的波长．公式中d为双缝间距离，Δx为相邻两条亮纹间的距离，l为双缝到屏之间的距离，实验中d一般是已知的，所以测出l、Δx即可求出光的波长．Δx的测量可用测量头完成．由于Δx较小，可测出n条亮(或暗)条纹的间距a，则相邻亮条纹间的距离Δx＝.
三、实验器材
双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学生电源、导线、刻度尺．
四、实验步骤
1．观察干涉条纹
(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，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5～10 cm，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条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a1，将该条纹记为第1条亮纹；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a2，将该条纹记为第n条亮纹．
(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．
五、数据处理
1．条纹间距Δx＝.
2．波长λ＝Δx.
3．计算多组数据，求λ的平均值．
六、注意事项
1．双缝干涉仪是比较精密的仪器，应轻拿轻放，且注意保养．
2．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、双缝平行且间距适当．
3．光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．
4．照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．
七、误差分析
1．双缝到屏的距离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(暗)条纹的宽度．
(3)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．
(4)测量多条亮条纹间的距离时读数不准确，此间距中的条纹数未数清．
