3. 掌握用公式Δx=λ测定波长的方法.
4. 会用测量头测量条纹间距离.
二、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,其中测量头又包括:分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺.
三、实验原理
1.相邻明纹(暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导
如图13-4-1所示,双缝间距d,双缝到屏的距离l.双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0.对屏上与P0距离为x的一点P,两缝与P的距离PS1=r1,PS2=r2.在线段PS2上作PM=PS1,则S2M=r2-r1,因dl,三角形S1S2M可看作直角三角形.有:r2-r1=dsin θ(令∠S2S1M=θ).
图13-4-1
则:x=ltan θ≈lsin θ
有:r2-r1=d
若P处为亮纹,则d=±kλ,(k=0,1,2,...)
解得:x=±kλ.(k=0,1,2,...)
相邻两亮纹或暗纹的中心距离:Δx=λ.
2. 测量原理
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;l是双缝到屏的距离,可以测出,那么,只要测出相邻两明条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx,即可由公式λ=Δx计算出入射光波长的大小.
3. 条纹间距Δx的测定
图13-4-2
如图13-4-2甲所示,测量头由分划板、目镜、手轮等构成,测量时先转动测量头,让分划板中心刻线与干涉条纹平行,然后转动手轮,使分划板向左(向右)移动至分划板的中心刻线与条纹的中心对齐,如图13-4-2乙所示记下此时读数,再转动手轮,用同样的方法测出n个亮纹间的距离a,可求出相邻两亮纹间的距离Δx=.
课堂互动探究
一、实验过程
1. 按图13-4-3所示安装仪器.