Question

12．在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖1）：

（1）下列說法中哪一個(gè)是錯(cuò)誤的A．（填選項(xiàng)前的字母）
A．調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，應(yīng)放上單縫和雙縫．
B．測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)量頭分劃中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊．
C．為了減少測(cè)量誤差，可用測(cè)微目鏡測(cè)出n條亮紋間的距離a，求出相鄰兩條亮紋間距為△x=$\frac{a}{n-1}$．
（2）測(cè)量某亮紋位置時(shí)，手輪上的示數(shù)如圖2所示，其示數(shù)為1.970mm．已知雙縫到光屏之間的距離是l，雙縫之間的距離是d，某同學(xué)在用測(cè)量頭測(cè)量時(shí)，先將測(cè)量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)某條亮紋（記作第1條）的中心，這時(shí)手輪上的示數(shù)為x₁；然后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第n條亮紋的中心，這時(shí)手輪上的示數(shù)為x₂．由此可以計(jì)算出這次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的單色光的波長(zhǎng)為λ=$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）d}{（n-1）l}$（用物理量l、d、n、x₁、x₂表示）．
（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)測(cè)量頭分劃板中心刻線與干涉條紋不平行，下列哪種操作是正確的C
A、轉(zhuǎn)動(dòng)撥動(dòng)連桿    B、轉(zhuǎn)動(dòng)遮光筒     C、轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭      D、轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡．

Answer 1

分析 1．在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，讓光源通過濾光片獲得單色光，讓單色光通過單縫，獲得線光源，讓單色的線光源通過雙縫在光屏上產(chǎn)生干涉條紋．
2．螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，需估讀．根據(jù)雙縫干涉的條紋寬度的公式：△x=λ$\frac{L}uhopqig$計(jì)算出該單色光的波長(zhǎng)；
3．根據(jù)實(shí)驗(yàn)儀器的各種作用，從而即可糾正分劃板中心刻線與干涉條紋不平行的現(xiàn)象．

解答 解：（1）A、調(diào)節(jié)光源高度使光束沿遮光筒軸線照在屏中心時(shí)，不需放單縫和雙縫．故A錯(cuò)誤．
B、測(cè)量某條干涉亮紋位置時(shí)，應(yīng)使測(cè)微目鏡分劃板中心刻線與該亮紋的中心對(duì)齊．故B正確．
C、n條亮紋之間有n-1個(gè)間距，相鄰條紋的間距△x=$\frac{a}{n-1}$．故C正確．
本題選錯(cuò)誤的，故選：A．
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度的讀數(shù)是1.5mm，可動(dòng)刻度的讀數(shù)是：47.0×0.01=0.470mm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于：1.5mm+0.470mm=1.970mm．
相鄰條紋間距為△x=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{n-1}$；
根據(jù)雙縫干涉的條紋寬度的公式：△x=λ$\frac{L}eglqowj$，
這種單色光的波長(zhǎng)：λ=$\frac{△x•d}{l}$=$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）d}{（n-1）l}$；
（3）首先要明確各器件的作用，撥動(dòng)撥桿的作用是為了使單縫和雙峰平行，獲得清晰的干涉圖樣；
圖所示出現(xiàn)的問題是分刻板中心刻度線與干涉條紋不平行，應(yīng)調(diào)節(jié)測(cè)量頭使干涉條紋調(diào)成與分劃板中心刻線同一方向上，而轉(zhuǎn)動(dòng)遮光筒，或轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡與兩者不平行無關(guān)，故C正確，ABD錯(cuò)誤；
故答案為：（1）A；（2）1.970，$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）d}{（n-1）l}$； （3）C．

點(diǎn)評(píng) 本題第一小題關(guān)鍵會(huì)用螺旋測(cè)微器讀數(shù)并且明確“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中的操作步驟與注意事項(xiàng)，第二小題要會(huì)使用雙縫干涉的條紋寬度的公式；同時(shí)還要明確實(shí)驗(yàn)原理，了解構(gòu)造及作用，能對(duì)故障進(jìn)行分析和糾正．