Question

3．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(cè)量紅光的波長(zhǎng)．

（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CE D BA；
（2）本實(shí)驗(yàn)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(cè)量雙縫到屏的距離；④用測(cè)量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器）測(cè)量數(shù)條亮條紋之間的距離．在操作步驟②時(shí)，還應(yīng)該注意單縫和雙縫間距5cm～10cm和單縫與雙縫相互平行；
（3）將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖2甲所示．然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，記下此時(shí)圖2乙中手輪上的示數(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0.2mm，測(cè)得雙縫到光屏的距離l為70.00cm，根據(jù)計(jì)算式λ=$\frac{d△x}{L}$，求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為660nm．

Answer 1

分析 （1）為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫．
（2）在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意單縫和雙縫間距5cm～10cm，使單縫與雙縫相互平行，使一個(gè)線光源變?yōu)轭l率相等的兩個(gè)線光源；
（3）螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
（4）根據(jù)△x=$\frac{L}vlbvxtz$λ列式求解光波長(zhǎng)．

解答 解：（1）為獲取單色線光源，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫．表示各光學(xué)元件的字母排列順序應(yīng)為CEDBA．
（2）在操作步驟②時(shí)應(yīng)注意單縫和雙縫間距5cm～10cm，使單縫與雙縫相互平行，使一個(gè)線光源變?yōu)轭l率相等的兩個(gè)線光源；
（3）螺旋測(cè)微器固定刻度讀數(shù)為13.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為37.0×0.01mm，兩者相加為13.870mm．
 圖2甲的讀數(shù)：固定刻度讀數(shù)為2mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為32.0×0.01mm，兩者相加的讀數(shù)為：2.320mm，
所以△x=$\frac{13.870mm-2.320mm}{6-1}$=2.310 mm．  
（4）根據(jù)△x=$\frac{L}h1hhhhp$λ知△=$\frac{d△x}{L}$代入數(shù)據(jù)得：λ=$\frac{2.0×1{0}^{-4}m×2.310×1{0}^{-3}m}{0.700m}$=6.6×10^-7m=660nm．
故答案為：（1）E D B；（2）單縫和雙縫間距5 cm～10 cm，單縫與雙縫相互平行；（3）13.870，2.310；（4）$\frac{d△x}{L}$，660

點(diǎn)評(píng) 該題考查測(cè)量雙方干涉條紋的寬度，解決本題的關(guān)鍵掌握條紋的間距公式，以及會(huì)對(duì)螺旋測(cè)微器正確讀數(shù)．