题目内容

(1)如图所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,光具座上放置的光学元件依次为①光源、②
滤光片
滤光片
、③
单缝
单缝
、④
双缝
双缝
、⑤遮光筒、⑥光屏.对于某种单色光,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取
增大双缝到光屏的距离
增大双缝到光屏的距离
 或
减小双缝间距离
减小双缝间距离
的方法.
(2)本实验的步骤有:?
①取下遮光筒左侧的元件,调节光源高度,使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮;?
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件,并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上;?
③用米尺测量双缝到屏的距离;?
④用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离.?
在操作步骤②时还应注意
单缝和双缝间距5~10cm
单缝和双缝间距5~10cm
 和
使单缝和双缝相互平行
使单缝和双缝相互平行
.?
(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,将该亮纹定为第1条亮纹,此时手轮上的示数如图甲所示.然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐,记下此时图乙中手轮上的示数
13.870
13.870
 mm,求得相邻亮纹的间距△x为
2.310
2.310
mm.
(4)已知双缝间距d为2.0×10-4m?,测得双缝到屏的距离l为0.700m,由计算式λ=
d
I
△x
d
I
△x
,求得所测红光波长为
6.6×102
6.6×102
nm.
分析:(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中,需要用单色的线光源照射双缝在光屏上产生干涉条纹,首先需要获取单色光,然后获取线光源,再照射双缝.根据该次序得出合适的光学元件.
根据双缝干涉条纹的间距公式得出增加相邻亮纹(暗纹)间的距离的方法.
(2)合理顺序在光具座上放置各光学元件时,需要使单缝和双缝相互平行,单缝和双缝间距5~10cm.
(3)螺旋测微器的读数等于固定读数加上游标读数,需估读.根据△x=
x
n
求出相邻亮纹的间距.
(4)根据△x=
L
d
λ
求出波长的表达式,从而求出波长的大小.
解答:解:(1)首先需要获取单色光,所以在光源后面需要有滤光片,然后要获取线光源,后面需要有单缝,要进行双缝干涉实验,所以在单缝后面是双缝.
根据△x=
L
d
λ
知,为增加相邻亮纹(暗纹)间的距离,可采取增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离.
(2)放置各光学元件时,需要使单缝和双缝相互平行,单缝和双缝间距5~10cm.
(3)图乙中手轮上的示数为13.5mm+0.01×37.0mm=13.870mm.
图j甲中手轮上的示数为2mm+0.01×32.0mm=2.320mm.
则相邻亮纹的间距△x=
x
n
=
13.870-2.320
5
mm=2.310mm
.
(4)根据△x=
L
d
λ
知,λ=
d
I
△x.λ=
2×10-4
0.700
×2.310×10-3m=6.6×10-7
m=6.6×102nm.
故答案为:(1)滤光片、单缝、双缝、增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离;
(2)单缝和双缝间距5~10cm、使单缝和双缝相互平行;
(3)13.870、2.310;
(4)
d
I
△x、6.6×102nm.
点评:解决本题的关键掌握“用双缝干涉测光的波长”的实验步骤和实验原理,以及掌握螺旋测微器的读数方法.
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