1.相邻明纹(或暗纹)间的距离与入射光波长之间的定量关系推导:如图所示,双缝间距,双缝到屏的距离。双缝、的连线的中垂线与屏的交点为。对屏上与距离为的一点,两缝与的距离。在线段上作,则,因,三角形可看作直角三角形。则
(令)。另则
若处为亮纹,则,(),
解得。(),
相邻两亮纹或暗纹的中心间距。
2.利用双缝干涉相邻亮(暗)条纹的间距和光的波长之间的关系,即,可通过双缝干涉实验测量光的波长。本实验需要测量的物理量是和。
1.按如图所示安装仪器。
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(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(暗)条纹的中心,记下此时手轮的读数,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(暗)条纹中心,再次记下此时手轮读数和移过分划板中心刻线的条纹数n。
5.将两次手轮的读数相减,求出个亮(暗)条纹间的距离,利用公式算出条纹间距,然后利用公式,求出此单色光的波长(、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。
实验中的双缝间距是器材本身给出的,因此本实验要注意和的测量。光波的波长很小,、的测量对波长的影响很大。
1.的测量:用毫米刻度尺测量,如果可能,可多次测量求平均值.
2.条纹间距的测定:利用测量头测量.可利用“累积法”测n条亮纹间距,再求,并且采用多次测量求平均.
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.
5.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.
6.测双缝到屏的距离l时用毫米刻度尺多次测量取平均值.
7.测条纹间距时,用测量头测出n条亮(暗)条纹间的距离,求出相邻两条亮(暗)条纹间的距离.
双缝干涉仪:包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃光屏、光具座、测量头及刻度尺等.
1.条纹间距的计算:.
2.波长计算:.
3.计算多组数据,求的平均值.