Question

15．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，現(xiàn)有毛玻璃屏、雙縫、白光光源、單縫和透紅光的濾光片等光學(xué)元件，要把它們放在如圖1所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測量紅光的波長．

（1）光具座上放置的光學(xué)元件依次為①光源、②濾光片、③單縫、④雙縫、⑤遮光筒、
⑥光屏．
（2）本實驗的步驟有：
①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；
②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上；
③用米尺測量雙縫到屏的距離；
④用測量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測微器）測量數(shù)條亮紋間的距離．
在操作步驟②時還應(yīng)注意單縫和雙縫間距5cm～10cm，和使單縫與雙縫相互平行．
（3）將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數(shù)如圖2所示．然后同方向轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，記下此時圖3中手輪上的示數(shù)13.870mm，求得相鄰亮紋的間距△x為2.310mm．
（4）已知雙縫間距d為2.0×10^-4m，測得雙縫到屏的距離l為0.700m，由計算式λ=$\frac{△xd}{l}$，求得所測紅光波長為6.6×10²nm．

Answer 1

分析 （1）為獲取單色線光源，在光屏上產(chǎn)生干涉圖樣，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和光屏．
（2）安裝器材時應(yīng)注意單縫和雙縫間距5cm～10cm，使單縫與雙縫相互平行
（3）螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，需估讀．
（4）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式得出波長的表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)求出波長．

解答 解：（1）為了獲取單色的線光源，光源后面應(yīng)放置濾光片、單縫，單縫形成的相干線性光源經(jīng)過雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在光屏上可以觀察到干涉條紋，因此，由左至右，各光學(xué)元件排列順序應(yīng)為白光光源、透紅光的濾光片、單縫、雙縫、毛玻璃屏．
（2）在操作步驟②時還應(yīng)注意單縫和雙縫間距5cm～10cm，使單縫與雙縫相互平行
（3）圖2的示數(shù)為2mm+0.01×32.0mm=2.320mm，圖3中手輪上的示數(shù)為13.5mm+0.01×37.0mm=13.870mm，求得相鄰亮紋的間距△x=$\frac{13.870-2.320}{5}mm=2.310mm$．
（4）根據(jù)$△x=\frac{L}4rgiaa6λ$得，$λ=\frac{△xd}{L}=\frac{2.310×1{0}^{-3}×2×1{0}^{-4}}{0.7}$m=6.6×10²nm
故答案為：（1）濾光片、單縫、雙縫．
（2）單縫和雙縫間距5cm～10cm，使單縫與雙縫相互平行
（3）13.870  2.310
（4）$\fraczwxzv1f{l}△x$，6.6×10²

點評 本題考查了實驗裝置、螺旋測微器讀數(shù)，知道道雙縫干涉實驗的原理、掌握螺旋測微器讀數(shù)方法即可正確解題，同時掌握雙縫干涉條紋的間距公式$△x=\frac{L}8xa91xfλ$．