测光波波长的三种方法原理图解
高中物理知识全解 6.20 用双缝干涉测光的波长
高中物理知识全解 6.20 用双缝干涉测光的波长①实验目的1、了解光波产生稳定的干涉现象的条件。
2、观察双缝干涉图样。
3、测定单色光的波长。
②实验原理 根据双缝干涉条纹间距λd L x =∆，得出波长x L d ∆⋅=λ。
已知双缝间距d ，再测出双缝到屏的距离L 和条纹间距x ∆，就可以求得光波的波长。
③实验器材实验装置采用双缝干涉仪，它由各部分的光学元件在光具座上组成，如下图所示，各部分元件包括光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏；此外还需米尺，测量头。
④实验步骤1、将光源和遮光筒安装在光具座上,调整光源的位置,使光源发出的光能平行地进入遮光筒并照亮光屏。
2、放置单缝和双缝,使缝相互平行,调整各部件的间距,观察白光的双缝干涉图样。
3、在光源和单缝间放置滤光片,使单一颜色的光通过后观察单色光的双缝干涉图样。
4、用米尺测出双缝到光屏的距离L,用测量头测出相邻的两条亮(或暗)条纹中心间的距离x ∆。
注意：为减小实验误差,先测出n 条亮(或暗)条纹中心间的距离a ，则相邻两条亮(或暗)条纹中心间的距离为：1-=∆n a x5、利用表达式x L d ∆⋅=λ,求单色光的波长。
6、换用不同颜色的滤光片,观察干涉图样的异同,并求出相应的波长。
注意：滤光片是为了产生单色光，单缝是为了提供线光源（即单缝可获得同频率同相位的光），双缝是将单缝射来的光分为两束频率相同相位相同的相干光束。
⑤注意事项1、放置单缝和双缝时,必须使缝平行,并且双缝和单缝间的距离约为5~10cm.2、要保证光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒和光屏的中心在同一条轴线上。
3、测量头的分划板中心刻线应与亮(或暗)条纹的中心对齐。
I 、若用白光作为光源，拿开滤光片，将会在光屏上出现彩色条纹，中心点O 位置仍将是白色亮纹。
II 、无论是双缝干涉还是双孔干涉，中心点O 位置都将是亮条纹。
III 、双缝干涉图样与双孔干涉图样是不一样的，如下图所示。
【例题】如下图所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件如图①②③④⑤⑥所示，则：（1）如上图一所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为①光源、②_____、③______、④______、⑤遮光筒、⑥光屏。
测量光波波长的方法
测量光波波长的方法光波是指在真空中传播的电磁波，其波长决定了光的颜色。
测量光波波长是光学领域中非常重要的一项工作，它可以用于研究光的性质，也是许多实际应用中不可或缺的技术手段。
本文将介绍几种常用的测量光波波长的方法。
1. 焦距法焦距法是一种基本的测量光波波长的方法。
它利用光线在透镜中的折射和成像原理，通过测量透镜的焦距来求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个凸透镜，使其在焦点处成像。
然后，测量透镜到焦点的距离，即为透镜的焦距。
根据透镜的公式f=1/(1/f1+1/f2)，其中f1为物距，f2为像距，可以求得光波的波长。
2. 菲涅尔衍射法菲涅尔衍射法是一种通过衍射现象来测量光波波长的方法。
它利用光的衍射现象，将光束经过一个狭缝后，形成一组衍射图样。
通过测量衍射图样的间距，即可求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个狭缝，使其成为一个单缝衍射光源。
然后，在一块屏幕上观察到的衍射图样，测量相邻两个暗条纹之间的距离，即为光波的波长。
3. 光栅光谱法光栅光谱法是一种通过光的分光现象来测量光波波长的方法。
它利用光的分光现象，将光束经过一个光栅后，形成一组光谱图样。
通过测量光谱图样的位置和间距，即可求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个光栅，使其被分成不同波长的光束。
然后，在一块屏幕上观察到的光谱图样，测量相邻两个峰值之间的距离，即为光波的波长。
4. 激光干涉法激光干涉法是一种通过光的干涉现象来测量光波波长的方法。
它利用光的干涉现象，将光束经过一个干涉仪后，形成一组干涉图样。
通过测量干涉图样的位置和间距，即可求得光波的波长。
具体方法是，将一束单色光通过一个干涉仪，使其发生干涉现象。
然后，在一块屏幕上观察到的干涉图样，测量相邻两个亮条纹之间的距离，即为光波的波长。
总之，测量光波波长的方法多种多样，每种方法都有其应用范围和精度等不同的特点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的测量方法，并注意测量误差的控制，以保证测量结果的准确性和可靠性。
实验用双缝干涉测量光的波长.ppt
杨氏双缝干涉实验上人类历史上第一次在实验 室中实现认为的光的干涉。利用此实验不仅证明了 惠更斯的光的波动理论，同时还测量了光的波长。 所以该所以具有重要意义。那么，他是如何利用双 缝干涉实验测量光波的波长的呢？
一､实验目的
1.观察白光及单色光的干涉图样. 2.测定单色光的波长.
例题分析
(2)若测得双缝与屏之间距离为0.70 m，通过测量头(与螺旋 测微器原理相似，手轮转动一周,分划板前进或后退0.500 mm) 观察到第1条亮纹的位置如下图(a)所示，观察第5条亮纹的位置
如下图(b)所示。则可求出红光的波长λ= 7×10-7m.(保留一位有
效数字)
巩固练习
1.某同学做双缝干涉实验时,按要求安装好实验装置后,
2.测量条纹间距Δx带来的误差 (1)干涉条纹没有调到最清晰的程度。 (2)分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位 于条纹中心。 (3)测量多条亮条纹间距时读数不准确。
六､注意事项
1.放置单缝和双缝时，必须使缝平行。 2.要保证光源、滤光片、单缝、双缝和光屏的中心轴在遮 光筒的轴线上。 3.测量头的分划板中心刻线要对准条纹的中心。 4.要多测几条亮条纹(或暗)中心间的距离，再求Δx。
L
心的位置为x k L .
d
相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距x L .
d
根据双缝干涉中条纹间距x L ,得 d x.
d
L
已知双缝间距d, 再测出双缝到屏的距离L和条纹间距x, 就可以求得
光波的波长.
三､实验器材 光源、滤光片、单缝遮光筒、光屏及光具座，如下图所示：
获得单 色光
形成线 光源
形成相 关光源
巩固练习
实验用双缝干涉测光的波长(共20张PPT)
B.增大④和⑤之间的距离
C.将绿色滤光片改成红色滤光片
D.增大双缝之间的距离
命题点一
命题点二
(2)如果将灯泡换成激光光源,该实验照样可以完成,这时可以去掉的部件
是
(填数字代号)。
(3)转动测量头的手轮,使分划板中心刻线对准第1条亮条纹,读出手轮的
读数如图甲所示。继续转动手轮,使分划板中心刻线对准第10条亮条纹,读出
l=74.90 cm。图戊读数为 0.300 mm,图己读数为 14.700 mm,结合图
乙可知,两条相邻亮条纹间的距离
-7
将以上数据代入得
8.0×10 m
Δ
λ=
14.700-0.300
Δx=
6
mm=2.400 mm。
关闭
-7
=8.0×10 m。
解析
解析
答案
答案
4.在观察光的干涉现象的实验中,将两片刀片合在一起,在涂有墨汁的玻璃片
Δ·
(4)待测光的波长 λ=
mm=1.610 mm。
≈5.37×10-7 m。
命题点一
命题点二
用双缝干涉测光的波长问题的解决方法
l
(1)明确双缝干涉条纹间距公式Δx= λ中各物理量的意义,
其中Δx是相邻
d
两条亮条纹(或暗条纹)的中心间距,d是双缝之间的距离,l是双缝到屏的距离,λ
为光的波长。
(3)若将装置放入水中,必须根据水中的波长λ水、真空中的波长λ真
λ真
l
与介质的折射率 n 间的关系 λ 水= n ,求出水中的波长,公式 Δx=d λ 中
的λ为光在水中的波长λ水。
(4)将各物理量统一为国际单位代入求解。
4.4 实验：用双缝干涉测量光的波长-课件(11张PPT)
蓝光 双缝间距0.36 mm
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：测量个亮条纹间的距离
则：∆ =
−
新知讲解
三、物理量的测量
的测量 ：双缝到屏的距离 可以用刻度尺测出。 的测量 ：测量个亮条纹间的距离
板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图甲所示；
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，此时手轮上的示数如
图乙所示。一、实验装置
双缝干涉实验装置示意图
滤光片
光源
透镜
双缝
遮光筒
毛玻璃
目镜
单缝
新知讲解
二、实验步骤
红光 双缝间距0.18 mm
红光 双缝间距0.36 mm
安装遮光筒与光源，使之在一条直线直线上
在光源前加个凸透镜，以便得到平行光
加上单缝与双缝，使缝平行
调整单缝筒与遮光筒同轴，使屏上得到清晰的干涉条纹
则：∆ =
用公式求出光的波长： =
−
课堂练习
1. 用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，双缝之间的距离是0.2mm，用的是绿色滤光片，
从目镜中可以看到绿色干涉条纹。
（1）如果把毛玻璃屏向远离双缝的方向移动，相邻两亮条纹中心的距离如何变化？
（2）把绿色滤色片换成红色，相邻两个亮条纹中心的距离增大了。这说明哪种色光的波长
实验：用双缝干涉
测量光的波长
温故知新
1.产生稳定的干涉条纹的条件：两光频率相同。
测量光波波长的方法
测量光波波长的方法光波波长是指光波在介质中传播一个完整波周期所需的距离，通常用λ表示，单位是纳米（nm）。
测量光波波长的方法有很多种，下面我们将介绍几种常用的方法。
一、干涉法。
干涉法是一种常用的测量光波波长的方法。
它利用光的干涉现象来测量光波的波长。
干涉法的原理是，当两束波长相同的光波相遇时，它们会发生干涉现象。
通过测量干涉条纹的间距，就可以计算出光波的波长。
干涉法适用于测量可见光和近红外光的波长。
二、衍射法。
衍射法也是一种常用的测量光波波长的方法。
它利用光的衍射现象来测量光波的波长。
衍射法的原理是，当光波通过狭缝或光栅时，会产生衍射现象。
通过观察衍射图样的特征，就可以计算出光波的波长。
衍射法适用于测量可见光、紫外光和X射线的波长。
三、光栅光谱仪法。
光栅光谱仪法是一种基于光栅的光谱仪来测量光波波长的方法。
光栅光谱仪利用光栅的衍射作用将光波分解成不同波长的光束，然后通过测量光束的衍射角度，就可以计算出光波的波长。
光栅光谱仪法适用于测量可见光、紫外光和红外光的波长。
四、分光光度法。
分光光度法是一种利用分光光度计来测量光波波长的方法。
分光光度计通过光栅或棱镜将光波分解成不同波长的光束，然后通过测量光束的强度，就可以计算出光波的波长。
分光光度法适用于测量可见光和近红外光的波长。
以上是几种常用的测量光波波长的方法，每种方法都有其适用范围和特点。
在实际应用中，可以根据需要选择合适的方法来进行测量。
希望本文能对您有所帮助。
测光波波长的三种方法(原理,图解)
❖ 由于光在分光板 的第二面反 射，使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2′，因而光在迈克尔 逊干涉仪中自 和 的反射就相 当于M1 和 M2′的反射。故迈 克尔逊干涉仪产生的干涉等效 于 M1和M2 ′所构成的虚光板 产生的干涉，即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。
-- 精品--
❖ Δx =N·
λ=
-- 精品--
方法三 洛埃镜法
❖ 实验原理】： ❖ 由双棱镜干涉条件，光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成
线光源，光从S发出经洛埃镜后，形成一虚光源S2，该虚光源所发出的 光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉 条纹，由此可得：
-- 精品--
❖ 其中： ：光源之波长。 ：干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。
❖ D ：虚光源（狭缝S）至观察处之距离。 ❖ 可由测微目镜测量求出； ❖ D可由光具座标尺读数读出； ❖ d由对称原理测出。
-- 精品--
-- 精品--
式中d=a+b称为光栅常数（a为狭缝宽度，b为刻痕宽度，参见图（1），k为光谱线 的级数， 为k级明条纹的衍射角， 是入射光波长。该式称为光栅方程。
-- 精品--
❖ 由光栅方程可看出，若已知光栅常数d， 测出衍射明条纹的衍射角 ，即可求出光 波的波长 。
-- 精品--
❖
涉迈方 仪克法
尔二 逊 干
光源S发出的光到达分光板后，被分成振幅（强度）几乎相等的反射光（1）和透射 光（2）。光束（1）向着 M1前进，光束（2）经过G2 后向着 M2前进，这两束光分 别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后到达光屏E。由于这两束光 是来自同一光源S的同一束光，因此他们是两列相干光束，在E处必有干涉图样形成。
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案
教你如何用双缝干涉测量光的波长——物理教案。
一、实验原理双缝干涉实验是测量光的波长的重要工具。
在实验中，将两个狭缝放置于光源前方，在屏幕后方观察到干涉条纹。
通过干涉条纹的间距，可以计算光的波长。
实验原理如下：图1. 双缝干涉实验原理如上图所示，光源S向双缝a和b发出平行光线，经过两个狭缝的干涉后，在屏幕上会形成亮暗相间的干涉条纹。
当两束光线在D点聚焦时，由于路程差为整数个波长，因此两束光线处于相长干涉。
这时屏幕上会出现明条纹；但当两束光线路程差为半波长，即两束光线处于相消干涉，屏幕上会出现暗条纹。
通过测量相邻亮条纹间的距离d，我们可以计算出光的波长λ：其中，D为双缝到屏幕的距离，d是相邻亮条纹的距离，x是屏幕上的偏移量。
二、实验步骤1.准备实验器材，包括光源、双缝板、屏幕、卡尺等。
2.将双缝板放置于光源前方，调整双缝板至与光源垂直，使光线能够通过狭缝板。
3.将屏幕放置于双缝板后方，与狭缝板垂直，调整屏幕与双缝板的距离，确保显示出清晰的干涉条纹。
4.调整光源亮度和角度，以确保干涉条纹清晰可见。
5.通过卡尺测量相邻亮条纹的距离d，并计算出光的波长λ。
三、物理教案1.实验目的通过双缝干涉实验，掌握测量光的波长的方法，加深对波动光学理论的理解。
2.实验器材光源、双缝板、屏幕、卡尺。
3.实验原理实验原理与实验步骤相同，此处不再赘述。
4.实验步骤实验步骤与上述相同。
5.实验数据通过卡尺测量距离d，如下表所示：| 相邻亮条纹距离d/cm | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 || ------------------ | - | - | - | - | - || d | | | | | |6.实验结果通过上表计算，求得光的波长λ为_________。
7.实验总结通过实验，我们了解了双缝干涉实验的原理和测量光的波长的方法。
同时还掌握了科学实验的基本操作技能，提高了我们的动手实践能力。
测量光的波长方法
测量光的波长方法
测量光波长的方法有多种，以下列举几种常见的方法：
1. 干涉法（如杨氏实验）：利用干涉现象来测量光的波长。
将光束分为两束，使它们经过不同的光程后再重合，观察干涉条纹的移动来确定波长。
2. 衍射法：利用衍射现象来测量光的波长。
将光束通过一个狭缝或光栅后，观察衍射图样，根据衍射图样的形状和参数来计算波长。
3. 光栅法：利用光栅的作用来测量光的波长。
将光通过光栅后，在屏幕上观察到一系列的光条纹，根据光栅常数和光条纹的位置来计算波长。
4. 分光仪法：使用分光仪来测量光的波长。
分光仪能将光束按照波长进行分离，然后通过观察不同波长处的光强来确定波长。
5. 光电效应法：利用光电效应来测量光的波长。
将光束照射到光电效应表面，根据光电效应产生的光电流的频率或截止电压来计算波长。
这些方法都有其适用范围和精确度，根据具体的实验要求和条件选择合适的方法。
光栅测定光波波长
1.1用透射光栅测定光波波长用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹，其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线（546.07nm λ=），钠光谱中的二黄线（1589.592D nm λ=，2588.995D nm λ=）。
若d 为光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长，k 为光谱级数（0,1,2k =±± ），则产生衍射亮条纹的条件为：sin d k θλ= （光栅方程）（1）测量光栅常数用汞灯光谱中的绿线（546.07nm λ=）作为已知波长测量光栅常数d 。
测量公式： sin k d λθ=（2）测量未知波长已知光栅常数d ，测量钠灯光谱中的二黄线波长1D λ和2D λ。
测量公式： sin d kθλ=（3）测量透射光栅的角色散已知钠光谱中的二黄线的波长差λ∆，测出钠光谱中的二黄线的衍射角，求光栅的角色散D 。
测量公式： D θλ∆=∆1.2分光计测量光波波长当一束平行光垂直入射到光栅上，产生一组明暗相间的衍射条纹，原理如图 9— 1所时，其夫朗和费衍射主极大由下式决定：λm d =Φsin式中：d ：光栅常数 d = a + bΦ：衍射角m ：主极大级次 m = 0 ，±1， ±2此式称光栅方程由（9 — 1）式得 ：md Φ=sin λ由此可以看出：只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。
1.3牛顿环测量钠光灯谱线的波长根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk 与入射光的波长λ和透镜球面的曲率半径R 之间的关系是()21λkR r k=式中，k 为正整数0，1，…，k ，称为环的级数。
由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk ，就可算出透镜球面的曲率半径R;若已知R ，测出rk ，就可算出产生牛顿环的光波波长λ。
钠光灯谱线的波长为：()()Rn m D D n m--=422λ1.4用迈克尔逊干涉仪测激光波长1、光程：折射率与路程的乘积，nr =∆2、分振幅干涉：波面的个不同部分作为发射次波的光源，次波本身分成两部分，做不同的光程，重新叠加并发生干涉。
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根据干涉圆环的吞吐就可以测量光源的波长，这也 就是干涉仪测量长度或长度变化的理论依据。只要 数出圆环“吞入”或“吐出”的数目N，并且记录 下 移动的距离Δx ，就可以计算出光源的波长，即：
❖ Δx =N·λ=方法三 洛埃镜法❖ 实验原理】： ❖ 由双棱镜干涉条件，光源发射的单色光经会聚透镜后会聚于单缝S而成
❖ 由于光在分光板 的第二面反 射，使 在 附近形成以平行与 的虚像 M2′，因而光在迈克尔 逊干涉仪中自 和 的反射就相 当于M1 和 M2′的反射。故迈 克尔逊干涉仪产生的干涉等效 于 M1和M2 ′所构成的虚光板 产生的干涉，即相当于厚度为 的空气薄膜所产生的干涉。
❖ 因此，移动平面镜 ，就会在观察屏E上看到干涉圆 环吞吐的现象，当 移动λ/2的距离，即 每改变λ/2的 距离，就会在观察屏上看到有一个圆环条纹从中心 “吞入”或“吐出”，也就是说，每当“吞入”或 “吐出”一个圆环条纹， 就移动了半个波长，所以
线光源，光从S发出经洛埃镜后，形成一虚光源S2，该虚光源所发出的 光满足干涉条件，在交迭区内产生干涉，成为平行于狭缝的等间距干涉 条纹，由此可得：
❖ 其中： ：光源之波长。 ：干涉条纹的间距 d 实光源与虚光源S1、S2间距。
❖ D ：虚光源（狭缝S）至观察处之距离。 ❖ 可由测微目镜测量求出；
❖ D可由光具座标尺读数读出； ❖ d由对称原理测出。
式中d=a+b称为光栅常数（a为狭缝宽度，b为刻痕宽度，参见图（1），k为光谱线 的级数， 为k级明条纹的衍射角， 是入射光波长。该式称为光栅方程。
❖ 由光栅方程可看出，若已知光栅常数d， 测出衍射明条纹的衍射角 ，即可求出光 波的波长 。
❖
迈方 克法 尔二 逊 干 涉 仪
光源S发出的光到达分光板后，被分成振幅（强度）几乎相等的反射光（1）和透射 光（2）。光束（1）向着 M1前进，光束（2）经过G2 后向着 M2前进，这两束光分 别在M1 和 M2上反射后逆着各自的入射方向返回，最后到达光屏E。由于这两束光 是来自同一光源S的同一束光，因此他们是两列相干光束，在E处必有干涉图样形成。
比并量过理的说量方少试些波可三
。加精程、测明原法于给方长见、
以确和方量各理的三出法有光测
对度测法原自图测种不？哪的量
、
，
方法一 用透射光栅测定光波 的波长
实验原理：
若以单色平行光垂直照射在光栅面上（图1-1），则光束经光栅各缝衍射后将在 透镜的焦平面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹（称光谱线）。根据夫琅和费 衍射理论，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件：