4 实验:用双缝干涉测量光的波长
[学习目标] 1.掌握双缝干涉条纹间距的计算公式及推导过程.2.掌握用双缝干涉测波长的原理、操作、器材及注意事项,3.会利用双缝干涉实验测量单色光的波长,加深对双缝干涉的理解.
一、双缝干涉条纹间距的计算
[导学探究] 如图1所示,两缝间的距离为d,两缝连线中点为O,两缝连线的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=l,屏上有一点P到两缝的距离为r1和r2,用波长为λ的激光照射双缝.
若屏上P点是中央亮条纹上侧第k条亮纹,P点到P0点的距离满足什么条件?请阅读课本相关内容,参照下图,写出推导过程.
图1
答案 x=λ.推导过程:Δr=r2-r1=kλ≈dsin θ,x=ltan θ≈lsin θ,可得x=λ.
[知识梳理] 双缝干涉条纹间距的决定因素及关系式
1.决定双缝干涉条纹间距的关系式推导
如图1所示,Δr=r2-r1=dsin θ,x=ltan θ≈lsin θ,消去sin θ可得r2-r1=d.又因为满足条件r2-r1=±kλ是亮条纹,故得x=±kλ,相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距为:
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=.
[即学即用] 判断下列说法的正误.
(1)使用同一双缝实验装置做实验,亮条纹间距与光波波长成正比.(×)
(2)根据λ=,用同一种色光做双缝干涉实验,光波波长随双缝间距的增大而增大.(×)