Question

9．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(shuō)法哪一個(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)微目鏡分劃板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△x=$\frac{a}{n-1}$
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)選用縫間距d=0.4mm的雙縫，并從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離L=1m，已知測(cè)量頭利用如圖2所示的螺旋測(cè)微器進(jìn)行測(cè)萋．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，第一次調(diào)整十字叉絲對(duì)準(zhǔn)l條亮條紋的中央，以此條亮紋為第1條，如圖3所示，此時(shí)圈中千分尺上的讀數(shù)x₁=2.240mm；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使十字叉絲向右移動(dòng)到第3條明條紋的中央，如圖所示，此時(shí)圖中螺旋測(cè)微器上的讀數(shù)x₂=4.960mm；利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得相鄰條紋間距為△x=1.36mm：這種單色光的波長(zhǎng)λ=544nm．（△x和λ的計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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(guò)濾光片獲得單色光，讓單色光通過(guò)單縫，獲得線光源，讓單色的線光源通過(guò)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：$△x=λ\frac{L}wway44s$計(jì)算出該單色光的波長(zhǎng)．

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4.5mm，可動(dòng)刻度的讀數(shù)是：46.0×0.01=0.460mm，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)等于：4.5mm+0.460mm=4.960mm．
相鄰條紋間距為△x=$\frac{（4.960-2.240）×1{0}^{-3}}{3-1}=1.36$×10^-3m=1.36mm；
根據(jù)雙縫干涉的條紋寬度的公式：$△x=λ\frac{L}lm26sw1$，這種單色光的波長(zhǎng)：$λ=\frac{△x•d}{L}=\frac{1.36×1{0}^{-3}×0.4×1{0}^{-3}}{1}=5.44×1{0}^{-7}m=544$nm
故答案為：（1）A；（2）4.960，1.36，544．

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．