第2节学生实验:用双缝干涉测量光的波长
一、实验目的
(1)观察白光及单色光的双缝干涉图样。
(2)掌握用公式Δx=λ测定单色光的波长的方法。
二、实验原理
1.相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导:
如图5-2-1所示,设双缝S1和S2的距离为d,到屏的距离为l,且l≫d,O到S1、S2的距离相等。从S1、S2射出的光波到达O点的路程相等,所以两列波到O点时路程差为零,总是互相加强,在O点就出现亮条纹。现在我们研究与O点距离为x的P点的情况。
图5-2-1
P到S1、S2的距离分别为r1、r2,从S1、S2发出的光波到达P点的路程差是Δr=r2-r1,从图可知
r12=l2+(x-)2,r22=l2+(x+)2
两式相减,可得
r22-r12=(r2-r1)(r2+r1)=2dx
由于l≫d,且l≫x,因此r2+r1≈2l,所以Δr=x。
若P处为亮条纹,则x=±kλ(k=0,1,2...),解得:x=±kλ(k=0,1,2,...),相邻两亮条纹或暗条纹的中心间距: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,只要测出相邻两亮条纹(或相邻两暗条纹)中心间距Δx,即可由公式