Question

20．用雙縫干涉測光的波長．實驗裝置如圖（甲）所示，已知單縫與雙縫間的距離L₁=100mm，雙縫與屏的距離L₂=700mm，雙縫間距d=0.25mm．用測量頭來測量亮紋中心的距離．測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準(zhǔn)亮紋的中心（如圖（乙）所示），記下此時手輪上的讀數(shù)，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準(zhǔn)另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的讀數(shù)．
（1）分劃板的中心刻線分別對準(zhǔn)第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數(shù)如圖（丙）所示，則對準(zhǔn)第1條時讀數(shù)x₁=2.188mm、對準(zhǔn)第4條時讀數(shù)x₂=7.865mm
光源單縫雙縫遮光筒屏圖（甲）L1L2
（2）寫出計算波長λ的表達(dá)式，λ=$\frac{△xsft5ljo^{2}}{{L}_{2}}$（用符號表示），λ=676_nm．

Answer 1

分析 （1）手輪上螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，需估讀到0.001mm．
（2）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}huuguwv$λ求出波長的表達(dá)式，再代入數(shù)據(jù)求出波長．

解答 解：（1）圖丙中左邊螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為2.0mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×18.8mm=0.188mm，則最終讀數(shù)為：x₂=2mm+0.188mm=2.188mm．
右邊的螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為7.5mm，可動刻度讀數(shù)為0.01×36.5mm=0.365mm，則最終讀數(shù)為：x₂=7.5mm+0.365mm=7.865mm．
由題得：相鄰亮紋的間距△x=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{4-1}$=$\frac{7.865-2.188}{3}$=1.892mm，
（2）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}hx55hqj$λ得：λ=$\frac{d△x}{L}$
且L=L₂，
計算波長λ的表達(dá)式 λ=$\frac{△x2chrwmv^{2}}{{L}_{2}}$
由題意有：L₂=700mm=0.7m，d₂=0.25mm=2.5×10^-4，△x=1.892mm=1.892×10^-3m
代入上式得：λ=$\frac{1.892×1{0}^{-3}×2.5×1{0}^{-4}}{0.7}$m=6.76×10^-7m=676nm
故答案為：（1）2.188（2.187～2.189），7.865（7.864～7.866）；（2）$\frac{△x82xexy4^{2}}{{L}_{2}}$，676．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握“用雙縫干涉測光的波長”的實驗原理△x=$\frac{L}iiv6dhl$λ，以及掌握螺旋測微器的讀數(shù)方法．