4 实验:用双缝干涉测量光的波长
[学科素养与目标要求]
物理观念: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.
科学思维: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.
科学探究:1.根据用双缝干涉实验测波长的原理,会选用实验器材、规范实验操作.2.能进行分组、自主、合作探究,并对信息进行数据处理.
一、实验原理
如图1所示,两缝之间的距离为d,每个狭缝都很窄,宽度可以忽略.
图1
两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0,双缝到屏的距离OP0=l.则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距:Δx=λ.
若已知双缝间距,再测出双缝到屏的距离l和条纹间距Δx,就可以求得光波的波长.
二、实验器材
双缝干涉仪,即光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头.另外,还有学生电源、导线、刻度尺等.
三、实验步骤
1.将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上,如图2所示.
图2
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,使光源灯丝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,两者间距5~10 cm,这时可观察白光的干涉条纹.