Question

2．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和濾光片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E、D、B
（2）將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(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)如圖3所示的手輪上的示數(shù)為13.870mm，求得相鄰亮紋的間距△x為2.310mm．
（3）已知雙縫到屏的距離l為0.875m，雙縫間距d恰為4圖中游標(biāo)卡尺的讀數(shù)則：d=0.25mm，求得所測(cè)單色光的波長(zhǎng)為660nm．

Answer 1

分析 （1）為獲取單色線光源，在光屏上產(chǎn)生干涉圖樣，白色光源后面要有濾光片、單縫、雙縫、遮光筒和光屏．
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器示數(shù)；條紋間距處于條紋間隔數(shù)是相鄰條紋間的距離；
（3）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．根據(jù)△x=$\frac{L}1611611$λ求出單色光的波長(zhǎng)．

解答 解：（1）為了獲取單色的線光源，光源后面應(yīng)放置濾光片、單縫，單縫形成的相干線性光源經(jīng)過(guò)雙縫產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，在光屏上可以觀察到干涉條紋，因此，由左至右，各光學(xué)元件排列順序應(yīng)為白光光源、透紅光的濾光片、單縫、雙縫、毛玻璃屏，故為E、D、B；
（2）由圖2所示螺旋測(cè)微器可知，示數(shù)：x₁=2mm+32.0×0.01mm=2.320mm，
由圖3所示可知，x₆=13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm，
相鄰亮條紋的間距：△x=$\frac{{x}_{6}-{x}_{1}}{6-1}$=$\frac{13.870-2.320}{5}$=2.310mm．
（3）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為0mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×5=0.25mm，所以最終讀數(shù)為0.25mm．
根據(jù)△x=$\frac{L}1166661$λ得，λ=$\frac{△x•d}{L}$=$\frac{2.31×1{0}^{-3}×0.25×1{0}^{-3}}{0.875}$m=6.60×10^-7 m=660nm；
故答案為：（1）E、D、B；（2）13.870，2.310；（3）0.25，660．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)裝置、螺旋測(cè)微器讀數(shù)，知道道雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的原理、掌握螺旋測(cè)微器讀數(shù)方法即可正確解題，同時(shí)掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}1611616$λ．