Question

16．現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D、透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在圖甲所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)．

（1）本實(shí)驗(yàn)的步驟有：
①調(diào)節(jié)單縫與雙縫的間距為5～10cm，并使單縫與雙縫相互平行；
②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線(xiàn)上；
③取下遮光筒右側(cè)的元件，打開(kāi)光源，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線(xiàn)把屏照亮；
④用米尺測(cè)出雙縫到屏的距離；用測(cè)量頭（讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器）測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離；
⑤將測(cè)得的數(shù)據(jù)代入公式求出紅光的波長(zhǎng)．
以上步驟合理的順序是③②①④⑤．（只填步驟代號(hào)）
（2）將測(cè)量頭的分劃板中心刻線(xiàn)與某條亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖乙所示；然后同方向轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板的中心刻線(xiàn)與第5條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)手輪上的示數(shù)如圖丙所示．則圖乙中手輪上的示數(shù)是1.130mm；圖丙中手輪上的示數(shù)是5.880mm．
（3）已知雙縫到屏的距離為0.500m，使用的雙縫間距為2.8×10^-4 m，由此可求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)為λ=6.65×10^-7m（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意使單縫與雙縫相互平行，使一個(gè)線(xiàn)光源變?yōu)轭l率相等的兩個(gè)線(xiàn)光源．
（2）螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器示數(shù)．
（3）根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式求出波長(zhǎng)的表達(dá)式，從而求出波長(zhǎng)的大�。�

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟：
取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線(xiàn)把屏照亮；
按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，并使各元件的中心位于遮光筒的軸線(xiàn)上；
用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；
用測(cè)量頭（其讀數(shù)方法同螺旋測(cè)微器）測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離．
最后是測(cè)量和讀數(shù)．
所以排列好實(shí)驗(yàn)的順序?yàn)椋孩邰冖佗堍荩?br />（2）根據(jù)螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，圖乙螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為1mm+0.01×13.0mm=1.130mm，圖丙螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為5.5mm+0.01×38.0mm=5.880mm，
（3）相鄰條紋的間距為：$△x=\frac{5.880-1.130}{5-1}=1.1875mm$=1.1875×10^-3m．
根據(jù)$△x=\frac{l}0wtyrofλ$，代入數(shù)據(jù)得：λ=6.65×10^-7m．
答案：（1）③②①④⑤；（2）1.130，5.880；（3）6.65×10^-7

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)裝置、螺旋測(cè)微器讀數(shù)，知道道雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的原理、掌握螺旋測(cè)微器讀數(shù)方法即可正確解題．