光的双缝干涉实验研究

光的双缝干涉实验研究 阿依提拉 0810130981

实验目的

1. 学习双缝干涉实验仪的使用。

2. 观察单色光通过双缝产生的图样，并测量单色光的波长。

3. 掌握如何指导中学生做好光的双缝干涉实验的主要环节。 实验原理

用白炽灯泡做光源，仪器安装调节好后，接通电源，即可用光屏和目镜观察到白光干涉现象；看到白光干涉条纹后，在单缝前面加上红色或绿色滤色片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹；测量单色光的波长时，首先，转动测量头上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条干涉亮条纹或暗条纹，记下其在游标尺上的读书1x ，然后转动手轮，把分划线移向右边，并对准第n 条干涉亮条纹或者暗条纹，一般n 取5~7左右，此时记下游标尺的读数n x ，这样可以推算出相邻两条亮条纹或者暗条纹之间的距离为1

1

--=

∆n x x x n ，所

以待测单色光的光波波长为l

x

d ∆=

*λ，式中d 为双缝中心距离，其数值刻在双缝，l 为双缝至光屏之间的距离，当遮光管未加接长管时，l=600mm,当遮光管接上接长管时l=700mm 。 实验步骤

1. 实验之前，首先按课本图5-46所示的仪器外形图，结合实物各个部件熟悉部件名称、结

构、作用。按书中所述的“仪器的安装与调节”安装调节好实验仪器。 2. 用白炽灯泡做光源，仪器安装调节好后，接通电源，用光屏和目镜观察到白光干涉现象。 3. 看到白光干涉条纹后，在单缝前面加上红色或绿色滤色片，观察单色光干涉现象。 4. 测量单色光的波长。当仪器安装调节完毕，装好所要测定的单色光的滤色片，即为开始

测量，分别测量1x 和n x ，测量三组，设置表格记录数据，分别改变l 和d ，再分别测量记录对应1x 和n x ，按照公式l x d ∆=

*λ，其中1

1

--=∆n x x x n ，分别算出波长λ，再取平均值，然后与所给的峰值波长进行比较，求出测量结果的误差，分析产生误差的

原因。

实验现象及分析

用白炽灯泡做光源，仪器安装调节好后，接通电源，即可用光屏和目镜观察到白光干涉现象：在视场中可以看到彩色的干涉条纹，其中央为一条白色亮条纹，称为零级亮条纹，其余各级亮条纹都是彩色的，彩色的排列以零级亮条纹为中心左右对称。在第一级亮条纹中，红色在最外侧；看到白光干涉条纹后，在单缝前面加上红色或绿色滤色片，即可看到红黑相间或绿黑相间的干涉条纹，观察中我发现：在实验装置相同的条件下，红色光的干涉条纹间距比绿色光的干涉条纹间距宽。因为红色光的波长比绿色光的波长长，所以由公式

l x d ∆=

*λ可知，在相同的条件下红色光的干涉条纹间距比绿色光的干涉条纹间距宽。

红色光光波波长(660±10nm)的计算如下：

所以误差为

%100660

5

.652660⨯-=1.13%，可见误差很小，实验测量相当成功。

所以误差为

%100660

7

.645660⨯-=2.17%，一样可见误差比较小，实验测量比较成功。

所以误差为

%100660

89

.650660⨯-=1.38%，一样可见误差很小，实验测量相当成功。

由以上三组测量结果可知，本实验红色光波波长的测量有一定的误差，但是由于误差很小，测量还是相当成功。产生误差的原因也许有仪器本身有问题，它的参数理论值与实际值不一致；读取数据时，读法不准，使得出现误差等。 绿色光光波波长(530±10nm)的计算如下：

所以误差为

%100530

530

7.541⨯-=2.2%

所以误差为

%100530

530

3.574⨯-=8.3%，误差比较大。

所以误差为

%100530

530

6.548⨯-=3.5%，误差还是比较大。

由以上三组测量结果，可以看出测量绿色光波波长的误差比较大，可能是因为干涉条纹很暗，影响到位置的测量；也有可能是因为仪器本身有问题，它的参数理论值与实际值不一致；又可能是因为读取数据时，读法不准，使得出现较大的误差。 参考文献 演示实验室讲义