Question

18．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，用來測量紅光的波長．

（1）將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學元件，由左至右，表示各光學元件的字母排列順序為 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)條亮條紋之間的距離．
在操作步驟②時還應該注意各光學元件中心與遮光筒軸線水平共線；單縫與雙縫豎直平行放置；
（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l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2.31mm．
（3）已知雙縫間距d為2.0×10^-4m，測得雙縫到屏的距離為0.700m，由計算式λ=$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）d}{5L}$（用題目中的物理量表示），求得所測紅光波長為660nm．

Answer 1

分析 （1）雙縫干涉實驗是讓單色的線光源通過雙縫在光屏上產(chǎn)生干涉圖樣．
（2）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．根據(jù)△x=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{5}$求出條紋間距．
（3）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式求出紅光的波長．

解答 解：（1）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，在安裝以上器材時應注意，各光學元件中心與遮光筒軸線水平共線；單縫與雙縫豎直平行放置．
（2）圖2螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2.0mm，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．
相鄰亮條紋的間距△x=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{5}$=$\frac{13.870-2.320}{5}$mm=2.31mm．
（3）根據(jù)△x=$\frac{L}z999p97$λ得，λ=$\frac{△x•d}{L}$=$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）d}{5L}$=$\frac{2.31×1{0}^{-3}×2×1{0}^{-4}}{0.7}$=6.6×10^-7m=660nm．
故答案為：（1）各光學元件中心與遮光筒軸線水平共線，單縫與雙縫豎直平行放置；（2）13.870，2.31；（3）$\frac{（{x}_{2}-{x}_{1}）d}{5L}$，660．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}jjfr9ht$λ，注意單位的統(tǒng)一．