用雙縫干涉條紋測光的波長的實驗
一. 教學內容： 實驗：用雙縫干涉條紋測光的波長
全章復習
二. 知識要點：
1. 通過安裝調節(jié)實驗儀器，使學生了解光波產生穩(wěn)定的干涉現象的條件。讓學生觀察白光及單色光的雙縫干涉圖樣，并測定單色光波的波長。
2. 本章知識梗概
三. 重點、難點解析：
1. 實驗
實驗原理：
光源發(fā)出的光經濾色片成為單色光，單色光通過單縫后，相當于線光源。通過雙縫后，變成頻率相同、相(位)差恒定的相干光，可以在光屏上產生穩(wěn)定的干涉圖樣根據計算波長的公式：
用雙縫干涉條紋測光的波長的實驗：同種相鄰干涉條紋間的距離x，即可算出單色光的波長。
實驗方法：
儀器安裝調節(jié)好后，換上測量頭，把測量頭的游標尺置10mm左右，調節(jié)目鏡，在視場中出現清晰的干涉條紋及分劃板上的刻線，然后在單縫前套上紅色或綠色濾色片即可開始測量。
分劃板上的刻線形狀如圖所示，一條水平刻線、二條豎直刻線。豎直刻線應與干涉條紋平行。若不平行，松開測量頭上的緊固螺釘，轉動測量頭，使豎直劃線與干涉條紋平行.在雙縫距d及縫屏距
。若直接測x，測量的相對誤差較大，因此可先測6條明(或暗)條紋的總間距.再計算出x。轉動手輪，把分劃板刻線對齊左邊某一條清晰的亮(或暗)條紋，記下游標尺上的讀數x1，然后把分劃板移向右邊，把刻線對齊第七條亮(或暗)條紋，記下游標尺讀數x7，如圖所示。6條條紋的總間距為x7一x1.則
分劃板刻線能否對齊干涉條紋，對測量結果影響很大，由于明暗條紋的單線不很清晰，測量時應對齊干涉明(或暗)條紋的中心。方法如下：把明(或暗)條紋嵌在分劃板兩根短刻線之間，使條紋的兩邊邊緣與短刻線的距離相等，這時，中心刻線就對齊在條紋的中心，如圖所示。為減小測量誤差，x1及x7的讀數應重復測幾次，取其平均值。計算波長時，雙縫縫距標在雙縫座上，在安裝儀器時就要把d值記下來�？p屏距
誤差分析：
產生偶然誤差主要是條紋間距的測量和讀數操作錯誤。
2.
【典型例題
[例1] 用單色光做雙縫實驗時，從中央O點開始計數。在光屏上某點P恰為第三條亮紋�，F改用頻率較高的單色光照射，裝置其他條件不變，那么( )
A. P處仍為第三條亮紋
B. P處可能是第四條暗紋
C. P處可能是第二條亮紋
D. 若將光屏向雙縫移近一些，在P處可能是看到第二條亮紋
變小，波程差變大，P的亮紋級數將提高。D選項錯誤。
[例2] 若把楊氏雙縫干涉實驗改在水中進行，其他條件不變，則得到的干涉條紋間距將如何變化( )
A. 變大 B. 變小 C. 不變 D. 不能確定
解析：光在水中的波長小于空氣中波長，由條紋間距公式
答案：B
[例4] 登山運動員在登雪山時要注意防止紫外線的過度照射，尤其是眼睛更不能長時間被紫外線照射，否則將會嚴重地損壞視力。有人想利用薄膜干涉的原理設計一種能大大減小紫外線對眼睛的傷害的眼鏡。他選用的薄膜材料的折射率為n=1.5，所要消除的紫外線的頻率為8.11014Hz，那么它設計的這種增反膜的厚度至少是多少?
=
2.4710-7m，因此膜的厚度至少是1.210-7m。
[例5] 平行光通過小孔得到的衍射圖樣和泊松亮斑比較，下列說法中正確的有( )
A. 在衍射圖樣的中心都是亮斑
B. 泊松亮斑中心亮點周圍的暗環(huán)較寬
C. 小孔衍射的衍射圖樣的中心是暗斑，泊松亮斑圖樣的中心是亮斑
D. 小孔衍射的衍射圖樣中亮、暗條紋間的間距是均勻的，泊松亮斑圖樣中亮、暗條紋間的間距是不均勻的
[例6] 有關偏振和偏振光的下列說法中正確的有( )
A. 只有電磁波才能發(fā)生偏振，機械波不能發(fā)生偏振
B. 只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振
C. 自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆?/p>
D. 除了從光源直接發(fā)出的光以外，我們通�？吹降慕^大部分光都是偏振光
雙縫間距是0.4mm，當分劃板中心刻線從第l條亮紋移到第6條亮紋時，測量頭如圖所示，
上手輪的兩次讀數如圖(a)、(b)所示。測得的單色光波長是多少?
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