Question

11．在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，已知雙縫到光屏之間的距離是600mm，雙縫之間的距離是0.20mm，單縫到雙縫之間的距離是100mm．

（1）實驗裝置如圖1所示，③和④為兩帶狹縫光闌，其中③為單縫（填：“單縫”或“雙縫”），它的作用是獲取線光源．
（2）某同學在用測量頭測量時，先將測量頭目鏡中看到的分劃板中心刻線對準某條亮紋（記作第1條）的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖2所示，則示數(shù)為0.141mm，然后他轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準第8條亮紋的中心，這時手輪上的示數(shù)如圖3所示，則示數(shù)為13.870mm，光的波長為6.5×10^-7m（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）某同學在安裝該裝置各部件的過程中，其他部位均安裝正確，而在安裝測量頭時，因銜接部位摩擦較大而未將它充分插入遮光筒內，那么會使測得的波長偏大（填“偏大”，“偏小”或“不變”）．

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=$\frac{{a}_{n}-{a}_{1}}{n-1}$求出條紋間距；并根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式求出紅光的波長．
（3）根據(jù)干涉條紋間距公式，結合實際L變大，而代入計算時，L偏小，從而即可求解．

解答 解：（1）在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，①是光源，②是濾光片，③是單縫．單縫的作用是為了獲取線光源．
（2）圖2螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為0.0mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×14.1mm=0.141mm，
則最終讀數(shù)為0.141mm，
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．
相鄰亮條紋的間距為：△x=$\frac{{a}_{2}-{a}_{1}}{8-1}$=$\frac{13.870-0.141}{7}$mm=1.96mm．
根據(jù)△x=$\frac{L}nhg3br9$λ得：λ=$\frac{△xd}{L}$=$\frac{1.96×1{0}^{-3}×0.2×1{0}^{-3}}{0.6}$=6.5×10^-7m．
（3）因銜接部位摩擦較大而未將它充分插入遮光筒內，導致實驗時，縫與屏間距變大，
而代入計算時，相對而言，L值偏小，那么由公式λ=$\frac{△xd}{L}$，可知，測得的波長偏大；
故答案為：（1）單縫，獲取線光源，（2）0.141，13.870，6.5×10^-7；（3）偏大．

點評 解決本題的關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=$\frac{L}un9fbp2$λ，同時掌握分析誤差產生的根源是解題的關鍵．