一、实验目的
1.了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
2.观察白光及单色光的双缝干涉图样。
3.会用公式Δx=λ测量光的波长。
二、实验器材
双缝干涉仪(包括:光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏及测量头,其中测量头又包括:分划板、目镜、手轮等)、学生电源、导线、米尺。
测量长度的工具有:毫米刻度尺、米尺、螺旋测微器、游标卡尺等。光波的波长该用什么来测量呢?
提示:不是用某一把尺子,而是用双缝干涉仪来测量,在这个仪器中有毫米刻度尺和螺旋测微器(或游标卡尺)。
三、实验原理与设计
1.相邻明纹(暗纹)间的距离Δx与入射光波长λ之间的定量关系推导。
如图,双缝间距为d,双缝到屏的距离为l。双缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0。对屏上与P0距离为x的一点P,两缝与P的距离PS1=r1,PS2=r2。在线段PS2上作PM=PS1,则S2M=r2-r1,因d?l,三角形S1S2M可看作直角三角形。有:r2-r1=d sin θ(令∠S2S1M=θ)。
则:x=l tan θ≈l sin θ
有:r2-r1=d
若P处为亮纹,则d=±kλ,(k=0,1,2,…)
解得:x=±kλ,(k=0,1,2,…)
相邻两亮纹或暗纹的中心距离: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,只要测出相邻两条明纹(或相邻两条暗纹)中心间距Δx,即可由公式λ=Δx计算出入射光波长的大小。