(四)、误差来源及分析
1.光波的波长很小,
、
的测量对波长
的影响很大.
2.在测量
时,一般用毫米刻度尺,而测量
时,用千分尺.
3.多次测量求平均值减小偶然误差.
[例题]
现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件,要把它们放在图实14-10所示的光具座上组装成双缝干涉装置,用以测量红光的波长.
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⑵本实验的步骤有:
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;
③用米尺测量双缝到屏的距离;
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.
在操作步骤②时还应注意___________________和___________________.
⑶将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图实14-11所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图实14-12中手轮上的示数__________mm,求得相邻亮纹的间距Δx为__________mm.
⑷已知双缝间距d为2.0×10-4m,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=________,求得所测红光波长为__________nm.
[思路点拨]
⑴滤光片E是从白光中选出单色红光,单缝屏是获取点光源,双缝屏是获得相干光源,最后成像在毛玻璃屏.所以排列顺序为:
、
、
、
、
.
⑵在操作步骤②时应注意的事项有:放置单缝、双缝时,必须使缝平行;单缝、双缝间的距离大约为5cm-10cm;要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心在同一轴线上.
⑶螺旋测微器的读数应该:先读整数刻度,然后看半刻度是否露出,最后看可动刻度,读数为13.870mm.图中读数为2.320mm,所以相邻条纹间距:![]()
⑷由条纹间距公式
得:
,代入数值得:
.
[变式训练]在《用双缝干涉测光的波长》实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图实14-13 1),并选用缝间距d=0.2mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后,接通电源使光源正常工作。
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①已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图2(a)所示,图2(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图2(b)中游标尺上的读数x1=1.16mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图3(a)所示,此时图3(b)中游标尺上的读数x2= ;
②利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离
=
mm;这种色光的波长
=
nm。
解析:由游标卡尺的读数规则可知x2=15.0mm+1×0.02mm=15.02mm;图2(a)中暗纹与图3(a)中暗纹间的间隔为6个,故
△x=(x2- x1)/6=(15.02-1.16)/6=2.31mm;由△x=Lλ/d可知λ=d△x/L=0.20mm×2.31mm/700mm=6.6×102nm。