题目内容

20.某同学设计了一个测定激光的波长的实验装置如图所示,激光器发出一束直径很小的红色激光进入一个一端装有双缝、另一端装有感光片的遮光筒,感光片的位置上出现一排等距的亮线.

(1)某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时如图甲所示,游标卡尺的示数如图丙所示;第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时如图乙所示,游标卡尺的读数如图丁所示.已知双缝间距为0.5mm,从双缝到屏的距离为1m,则图丙中游标卡尺的示数为11.4mm.图丁中游标卡尺的示数为16.7mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差,所测光波的波长为6.6×10-7m.(保留两位有效数字)
(2)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两条纹的距离将变小.

分析 (1)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需要估读.根据△x=$\frac{L}{d}$λ求出激光的波长.
(2)蓝光的波长比红光短,根据△x=$\frac{L}{d}$λ求条纹间距的变化.

解答 解:(1)图丙主尺读数为11mm,游标读数为0.1×4=0.4mm,所以第一个光点到第四个光点的距离是11.4mm.
同理图丁中的读数为16.7mm.
实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是减小条纹宽度的误差;
根据△x=$\frac{L}{d}$λ求得:λ=$\frac{△x•d}{L}$=6.6×10-7m
(2)蓝光波长比红光波长短,根据△x=$\frac{L}{d}$λ知波长越短条纹间距越小,故红激光换成蓝激光,屏上相邻两条纹的距离将变小.
故答案为:(1)11.4,16.7,减小条纹宽度的误差,6.6×10-7m;(2)变小.

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法,以及掌握条纹间距公式.

练习册系列答案
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6.某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率(如图所示).实验的主要步骤如下:
A.把白纸用图钉钉在木板上,在白纸上作出直角坐标系xOy,在白纸上画一条线段AO表示入射光线;
B.把半圆形玻璃砖M放在白纸上,使其底边aa′与Ox轴重合,且圆心恰好位于O点;
C.在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2;
D.在坐标系的y<0的区域内竖直地插上大头针P3,并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去,P3能同时挡住P1和P2的像;
E.移开玻璃砖,作OP3连线,用圆规以O点为圆心画一个圆(如图中虚线所示),此圆与AO线交点为B,与OP3连线的交点为C.测出B点到x、y轴的距离分别为l1、d1,C点到x、y轴的距离分别为l2、d2.
(1)根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离,可知此玻璃折射率测量值的表达式为:n=$\frac{d_2}{d_1}$.
(2)若实验中该同学在y<0的区域内,从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2像,其原因可能是:P1P2确定的光在aa′介面上入射角太大发生了全反射.
(3)该同学用平行玻璃砖做实验如图所示.
(A)他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa′和bb′后,不小心碰了玻璃砖使它向aa′方向平移了少许,如图所示.则他测出的折射率将不变(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(B)他在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大些,如图所示,则他测得的折射率偏小(选填“偏大”“偏小”或“不变”).

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