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测定单色光波的波长

作者:未知来源:《高中物理学生实验》时间:2006-5-2 11:30:22阅读:
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【目的和要求】

  通过安装调节实验仪器,使学生了解光波产生稳定的干涉现象的条件;让学生观察白光及单色光的双缝干涉图样,并测定单色光波的波长。

【仪器和器材】

  双缝干涉实验仪(J2515型),光具座(J2507型),学生电源(J1202型或J1202-1型)。

【实验方法】

  仪器安装调节好后,换上测量头,把测量头的游标尺置10毫米左右,调节目镜,在视场中出现清晰的干涉条纹及分划板上的刻线,然后在单缝前套上红色或绿色滤色片即可开始测量。

  分划板上的刻线形状如图5.9-3所示,一条水平刻线,三条竖直刻线。竖直刻线应与干涉条纹平行。若不平行,松开测量头上的紧固螺钉,转动测量头,使竖直刻线与干涉条纹平行。

  根据 ,在双缝距d及缝屏距L已知的条件下,测出相邻两条亮(或暗)条纹的间距Δx,就可计算波长λ。若直接测Δx,测量的相对误差较大,因此可先测6条明(或暗)条纹的总间距,再计算出Δx。转动手轮,把分划板刻线对齐左边某一条清晰的亮(或暗)条纹,记下游标尺上的读数x1,然后把分划板移向右边,把刻线对齐第七条亮(或暗)条纹,记下游标尺读数x7,如图5.9-4所示。6条条纹的总间距为x7-x1,则Δx=(x7-x1)/6。

  分划板刻线能否对齐干涉条纹,对测量结果影响很大,由于明暗条纹的单线不很清晰,测量时应对齐干涉明(或暗)条纹的中心。方法如下:把明(或暗)条纹嵌在分划板两根短刻线之间,使条纹的两边边缘与短刻线的距离相等,这时,中心刻线就对齐在条纹的中心、如图5.9-5所示。

  为减小测量误差,x1及x7的读数应重复测几次,取其平均值。计算波长时,双缝缝距d标在双缝座上,在安装仪器时就要把d值记下来。缝屏距L< SPAN style="FONT-FAMILY: 宋体; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman'">,不加接长管是600毫米,加上接长管后为700毫米。

表1

滤色片

仪器参数

条纹

游标尺读数

x1-x7(毫米)

Δx=(x7-x1)/6 (毫米)

 (毫米)

d(毫米)

L(毫米)

x1(毫米)

x7(毫米)

红

色

0.200

600

明

2.84

14.48

11.64

1.94

647

暗

3.80

15.50

11.70

1.95

650

700

明

1.58

15.34

13.76

2.29

654

暗

2.64

16.56

13.92

2.32

663

0.250

600

明

2.28

11.88

9.60

1.60

667

暗

3.10

12.66

9.56

1.59

663

700

明

1.48

12.54

11.06

1.84

657

暗

2.34

13.48

11.14

1.86

664

绿

色

0.200

600

明

3.32

13.04

9.72

1.62

540

暗

2.60

12.18

9.58

1.60

533

700

明

2.74

13.98

11.24

1.87

534

暗

1.88

13.08

11.20

1.87

534

0.250

600

明

3.18

11.00

7.82

1.30

542

暗

3.92

11.56

7.64

1.27

529

700

明

2.84

12.00

9.16

1.52

543

暗

3.72

12.64

8.92

1.49

532

 

  J2515型双缝干涉实验仪有红绿两块滤色片、两块双缝及两个缝屏距,共有八组实验条件可供学生选用。列在表1中的测量数据及计算结果供参考。表中的x1、x已是三次测量数据的平均值。

选自:《高中物理学生实验》
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