光學(xué)專題實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)——雙縫干涉測(cè)定光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤獠óa(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件；觀察雙縫干涉圖樣；測(cè)定單色光的波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)原理：?jiǎn)紊馔ㄟ^(guò)單縫后，經(jīng)雙縫產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，圖樣中相鄰兩條亮(暗)紋間的距離&Ax-d與雙縫間的距離d、雙縫到屏的距離L、單色光的波長(zhǎng)入之間滿足九=一L實(shí)驗(yàn)器材：雙縫干涉儀、米尺、測(cè)量頭。實(shí)驗(yàn)步驟：如圖所示，把直徑約10cm、長(zhǎng)約lm的遮光筒水平放在光具座上，筒的一端裝有雙縫，另一端裝有毛玻璃屏；取下雙縫，打開(kāi)光源，調(diào)節(jié)光源的高度，使它發(fā)出的光束能夠沿著遮光筒的軸線把屏照亮；放好單縫和雙縫，單縫和雙縫間距離約為5cm?10cm,使縫相互平行，中心大致位于遮光筒的軸線上，這時(shí)在屏上就會(huì)看到白光的雙縫干涉圖樣；在單縫和光源間放上濾光片，觀察單色光的雙縫干涉圖樣；分別改變?yōu)V光片和雙縫，觀察干涉圖樣的變化；已知雙縫間的距離d，測(cè)出雙縫到屏的距離L,用測(cè)量頭測(cè)出相鄰兩條亮(暗)紋間的Ax-d距離△x，由九= 計(jì)算單色光的波長(zhǎng)。為了減小誤差，可測(cè)出n條亮(暗)間的距離La,則Ax=n一1換用不同顏色的濾光片，觀察干涉條紋間距的變化，并求出相應(yīng)色光的波長(zhǎng)。注意事項(xiàng)：?jiǎn)慰p雙縫應(yīng)相互平行，其中心位于遮光筒的軸線上，雙縫到屏的距離應(yīng)相等；測(cè)雙縫到屏的距離L可用米尺測(cè)多次，取平均值；測(cè)條紋間距Ax時(shí)，用測(cè)量頭則出n條亮(暗)間的距離a,再求出相鄰的兩條明(暗)紋間的距離,可以減小誤差。21. (1)某同學(xué)利用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定某一光的波長(zhǎng)，已知雙縫間距為d,雙縫到屏的距離為L(zhǎng),將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某一亮條紋的中心對(duì)齊，并將該條紋記為第一亮條紋，其示數(shù)如圖所示，此時(shí)的示數(shù)x1= mm。然后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第n亮條紋的中心對(duì)齊，測(cè)出第n亮條紋示數(shù)為x2。由以上數(shù)據(jù)可求得該光的波長(zhǎng)表達(dá)式入= (用給出的字母符號(hào)表示)。答：0.776mm12.在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，如果(BD)用白光作為光源，屏上將呈現(xiàn)黑白相間的條紋用紅光作為光源，屏上將呈現(xiàn)紅黑相間的條紋用紅光照射一條狹縫，用紫光照射另一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋用紫光作為光源，遮住其中一條狹縫，屏上將呈現(xiàn)間距不等的條紋

解析：白光作楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，屏上將呈現(xiàn)彩色條紋，A錯(cuò)；用紅光作光源，屏上將呈現(xiàn)紅色兩條紋與暗條紋(即黑條紋)相間，B對(duì)；紅光和紫光頻率不同，不能產(chǎn)生干涉條紋，C錯(cuò)；紫光作光源，遮住一條狹縫，屏上出現(xiàn)單縫衍射條紋，即間距不等的條紋，D對(duì)。13.在《用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)》的實(shí)驗(yàn)中，裝置如圖(4)，雙縫間的距離d=3mm(1)若測(cè)定紅光的波長(zhǎng)，應(yīng)選用. 色的濾光片，實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)定的物理量有：和 。(2)若測(cè)得雙縫與屏之間距離0.70m，通過(guò)測(cè)量頭(與螺旋測(cè)微器原理相似，手輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周，分劃板前進(jìn)或后退0.500mm)觀察第1條亮紋的位置如圖5(a)所示，觀察第5條亮紋的位置如圖5(b)所示，則可求出紅光的波長(zhǎng)= m.(保留一位有效數(shù)字)(2)L=0.70m,d=3mm=3x10-3m由讀數(shù)得a=0.650mm=6.50x10-4ma 6.50x10-4m5-1 =1.625X5則A5-1 =1.625X5n-11.625x10-4x3x10-3m=7x10-7m0.70A為一個(gè)頂角略小于180°的等腰圖中為“雙棱鏡干涉”實(shí)驗(yàn)裝置，其中s為單色光源,三角形棱鏡，P為光屏。S位于棱鏡對(duì)稱軸上，屏與棱鏡底邊平行。調(diào)節(jié)光路，可在屏上觀察到干涉條紋。這是由于光源S發(fā)出的光經(jīng)棱鏡作用后，相當(dāng)于在沒(méi)有棱鏡時(shí)，兩個(gè)分別位于圖中S］和S2位置的相干波源所發(fā)出的光的疊加。(S和A為一個(gè)頂角略小于180°的等腰12已知S］和s2的位置可由其它實(shí)驗(yàn)方法確定，類比“雙縫干涉