一种新颖简易的方法测量红外线及可见光的波长.pdf
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1、第 卷第 期大学物理实验.年 月 .收稿日期:基金项目:年国家级大学生创新训练项目()文章编号:()一种新颖简易的方法测量红外线及可见光的波长吴显云张 容赵 威李盈盈许 灯(成都师范学院 物理与工程技术学院四川 成都)摘要:将发光二极管()及红外线二极管()并联放在平台上并在二极管旁边放置一把刻度尺在数码显微镜的 镜头前放置一片透射光栅 逐渐调高连接二极管的电压电脑显示屏上会首先出现 的白色亮点接着出现 的红色亮点最后出现 的蓝色亮点 直接从屏上测量相邻两亮点间的距离可以测量红外线和可见光的波长使用该装置测量 红外线及 可见光的波长其结果与参考值符合得很好误差在.以内 该装置具有简易、精度高、
2、成本低廉等优点除了可以作为演示教学外还可以让学生分组操作实验关键词:数码显微镜红外线透射光栅中图分类号:文献标志码:./.大学物理实验投稿网址:/.日常生活中电视和空调等家电用品的遥控器所发射的红外线波长比可见光长肉眼看不见 在物理教学上也经常涉及红外线 利用数码显微镜、透射光栅、发光二极管和红外线二极管等高科技、低价格的产品设计红外线及可见光的波长测量装置该装置具有简易、精度高、成本低廉等优点除了可以用作演示教学外还可以让学生分组操作实验 实验原理及设计可见光的波长 至 红外线波长 至.数码显微镜配有互补金属氧化物半导体()可把肉眼看不见的红外线转成可看得到的白色亮点结合透射光栅可测出红外线
3、的波长如图 所示为用透射光栅测定光波波长的方法:若以波长为 的激光垂直照射光栅常数为 的透射光栅在光屏上出现亮点各衍射亮纹的衍射角为 满足以下条件:().()式()为光栅方程其中 表示衍射亮纹的级数 为中央零级亮纹其他级次亮纹对称位于中央亮纹的两侧图 激光经光栅衍射产生衍射亮点由于灯泡、等所发出可见光的亮度比激光小若没有暗室设备在光屏上无法呈现衍射图样 如图 所示可见光经距离 后照射透射光栅形成衍射亮纹进入紧贴光栅的眼睛由于光具有可逆性眼睛可以通过光栅看见与光源处于同一平面的衍射亮纹观察 级亮纹设光栅到屏的距离为 测量屏上相邻的两亮点间的距离 由几何关系可知:().()则可求出波长:().()
4、图 测量红外线及可见光的波长将 及 并联放在平台上并在二极管旁边放置一把刻度尺在数码显微镜的 镜头前放置一片透射光栅 如同图 的眼睛将数码显微镜连接电脑在电脑显示屏上出现衍射的亮点可在屏上直接测得相邻两亮点的距离 并测量二极管到光栅的距离 由式()可求出波长图 为实验装置实物图图 为实验装置示意图图 为面包板上的电路图图 实验装置实物图图 实验装置示意图图 面包板上的电路图将一个红光、红外线 和蓝光 并连接在面包板上如图 所示 将大支架放置于水平桌面上并将数码显微镜()垂直固定在其上 将小支架放置于木盒内面包板水平放置于小支架底座上把木盒放在数码显微镜正下方且将透射光栅(/)水平放置于小支架上
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