Question

20． 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，实验装置如图甲所示．
（1）以白炽灯为光源，对实验装置进形了调节并观察实验现象后，总结出以下几点，你认为正确的是AC
A．单缝和双缝必须平行放置
B．各元件的中心可以不在遮光筒的轴线上
C．双缝间距离越大呈现的干涉条纹越密
D．将滤光片移走则无干涉现象产生
（2）当测量头中的分划板中心刻线第一次对齐A条纹中心时，游标卡尺的示数如图（3）所示，第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时，游标卡尺的示数如图（4）所示．已知双缝间距为0.5mm，从双缝到屏的距离为1m，则图（4）中游标卡尺的示数为16.7mm，所测光波的波长为6.6×10^-7m．（保留两位有效数字）
（3）如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，如图丙所示．则在这种情况下来测量干涉条纹的间距△x时，测量值大于实际值．（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）根据干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ分析间距与哪些因素有关．
（2）游标卡尺的读数方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．根据双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ求出光波的波长；
（3）如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值偏大；根据干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ分析．

解答 解：（1）A、在用狭缝观察以线状白炽灯为光源的光的干涉现象时狭缝必需与灯丝平行，这时干涉条纹与狭缝平行，狭缝与灯丝垂直时观察不到明显的干涉条纹．故A正确；
B、各元件的中心必须在遮光筒的轴线上，故B错误．
C、干涉条纹的间距公式为△x=$\frac{L}{d}$λ；那么双缝间距离越大，则条纹间距越小，故C正确．
D、去掉滤光片，干涉现象不消失，光屏上出现彩色的干涉条纹．故D错误．
故选：AC．
（2）图1中游标尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.1×4mm=0.4mm，所以最终读数为11.4mm．
图4中游标尺的主尺读数为16mm，游标读数为0.1×7mm=0.7mm，所以最终读数为16.7mm．
相邻干涉条纹的间距为：△x=$\frac{16.7-11.4}{4}×1{0}^{-3}$=1.325mm．
根据双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ得：λ=$\frac{△x•d}{L}$=$\frac{1.325×1{0}^{-3}×0.5×1{0}^{-3}}{1}$≈6.6×10^-7 m．
（3）如果测量头中的分划板中心刻度线与干涉条纹不在同一方向上，条纹间距测量值△x偏大；
根据干涉条纹的间距公式为△x=$\frac{L}{d}$λ，波长测量值也是偏大；
故答案为：（1）AC；（2）16.7，6.6×10^-7；（3）大于．

点评 本题关键是明确实验原理，解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ．