Question

12．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E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）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為C、E、D、B、A．
（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)注意使單縫和雙縫間距5cm～10cm，單縫與雙縫相互平行
（3）將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊，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，記下此時如圖3手輪上的示數(shù)13.870mm，求得相鄰亮紋的間距△x為2.31mm．
（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=$\fracapthpil{l}•△x$，求得所測紅光波長為660nm．

Answer 1

分析 （1）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，需要用單色的線光源照射雙縫在光屏上產(chǎn)生干涉條紋，首先需要獲取單色光，然后獲取線光源，再照射雙縫．根據(jù)該次序得出合適的光學(xué)元件．
（2）注意使單縫和雙縫間距5cm～10cm，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求出波長的表達(dá)式，從而求出紅光的波長；

解答 解：（1）首先需要獲取單色光，所以在光源后面需要有濾光片，然后要獲取線光源，后面需要有單縫，要進(jìn)行雙縫干涉實驗，所以在單縫后面是雙縫．
（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；并注意使單縫和雙縫間距5cm～10cm，單縫與雙縫相互平行；
（3）圖2中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×32.0mm=0.320mm，
則最終讀數(shù)為2.320mm．
圖3中螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為13.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×37.0mm=0.370mm，
則最終讀數(shù)為13.870mm．
相鄰亮紋的間距△x=$\frac{13.870-2.320}{6-1}$=2.31mm．
（3）根據(jù)$△x=\frac{L}bthghv0λ$知，λ=$\fractenrats{l}•△x$，代入數(shù)據(jù)得，λ=6.6×10^-7m=660nm．
故答案為：（1）E、D、B；（2）使單縫和雙縫間距5cm～10cm，單縫與雙縫相互平行；
（3）13.870，2.31；
（4）$\fracyxwfn5t{l}•△x$，660；

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握“用雙縫干涉測光的波長”的實驗步驟和實驗原理，以及掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法．并掌握干涉條紋公式$△x=\frac{L}vb5hvtwλ$的應(yīng)用．