關于用雙縫干涉測光的波長實驗方法的改進

用雙縫干涉測光的波長實驗的方法在中學物理教材上沒有詳細的介紹，具體的實施主要依靠教師的把握。沒有具體的研究，這個實驗對教師來說難度也是很大的，因此，學生做這個實驗的成功率并不高。

雙縫干涉測光的波長這個實驗成敗的關鍵，我認為是調共軸。通常我們調共軸基本是二次成像法，即：先把透鏡移近單縫，直到在單縫面上見到縮小的像，若此像不在單縫中心，則上下移動或左右旋轉透鏡。然后把透鏡移近燈泡，直到在單縫面上形成一放大的像，若此像不在中心，則上下調節燈泡。反復調節幾次，使放大的像及縮小的像均成在單縫中心。最后把透鏡放在離燈絲5cm的地方。我認為這種方法不可取。一、繁瑣，反復調節透鏡使像成在縫中心，這是很難調的，大學生用這種方法做這個實驗，兩個小時很多學生做不出來，何況中學生45分鐘做這實驗。二、不科學，只調節透鏡，使光源、透鏡、單縫、雙縫、遮光筒共軸不太嚴謹。三、沒適應性，理論來說燈泡到透鏡距離應該是一個焦距。但是，一條生產線生產出來的透鏡不一定都是5cm，而我們透鏡都放在5cm位置上不太牽強了嗎？要是一個透鏡壞了整套儀器都用不成了呢？況且根據我的觀察，透鏡并不是在一個焦距上效果最好，而是大于一個焦距，無限靠近一個焦距時候最好。四、不確定性，我們說這個放大的和縮小的像具體是燈泡的像還是燈絲的像呢？如果是燈泡的像的話，這個很難調，至少我還沒有觀察到，如果是燈絲的像，那么燈絲縮小的像比單縫前面的縫還小，我們這么觀察它在單縫上面呢？

這個實驗我認為要做到“心知肚明”。“心”是儀器的中心，也就是我們這個實驗的軸，“心直”就是軸在一條直線上，“肚明”就是光源、透鏡、遮光筒共軸的時候，整個遮光筒是亮堂的。怎么做呢？

1. 把兩個支架放到光具座最后面的兩個滑塊上，調到相同高度。放上遮光筒，使遮光筒與光具座平行。連接小燈泡到學生電源，電源電壓調到2V，打開電源開關，小燈泡發出微弱的光。

2. 通過遮光筒觀察小燈泡的燈絲，上下移動和左右旋轉使燈絲出現在遮光筒中央位置，固定小燈泡高度。

3. 放上照明透鏡，上下移動照明透鏡，直到燈絲再次出現在遮光筒中央位置。前后移動照明透鏡的滑塊，如果燈絲偏離中央位置，那么繼續調節照明透鏡高度，直到燈絲不偏離中央位置，只在中央放大或縮小，固定照明透鏡高度。

4. 照明透鏡滑塊向光源方向移動，直到觀察到最大最清晰的燈絲，固定照明透鏡滑塊位置。

5. 裝上雙縫、單縫，單雙縫平行，單縫距離光源約25cm。

6. 電源電壓調到12V，裝上測量頭，觀察白光干涉條紋。

7. 裝上濾色片，測量單色光的波長。

8. 電源電壓調到最小，關閉電源，整理儀器，處理實驗數據。

這個方法的優點是：1. 是否共軸，可以直接觀測，科學、直觀。2. 按照這種方法操作，從調共軸到觀察白光干涉條紋不到5分鐘，更簡單，成功率更高。3. 糾正學生拼湊實驗的習慣。學生做實驗經常把儀器全部組裝上去之后，拼實驗數據，拼實驗現象，而忽視了實驗原理和實驗目的。

最后我還想補充一些實驗的細節。1. 小燈泡的燈絲與單縫所在平面平行，與單縫垂直。2. 調節干涉條紋亮度除了可以調節電源電壓，還可以微調照明透鏡到光源的距離。3. 調共軸時電源電電壓不能調高，否則灼傷眼睛。4. 電源過載要把電源調到最小，關閉再打開，緩慢調回去。5. 觀察到干涉條紋不太清晰，可以裝上撥桿，左右輕輕撥動撥桿，直到觀察到清晰的干涉條紋，取下撥桿。