Question

20． 在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，實驗裝置如圖甲所示．
（1）以白熾燈為光源，對實驗裝置進形了調節并觀察實驗現象后，總結出以下幾點，你認為正確的是AC
A．單縫和雙縫必須平行放置
B．各元件的中心可以不在遮光筒的軸線上
C．雙縫間距離越大呈現的干涉條紋越密
D．將濾光片移走則無干涉現象產生
（2）當測量頭中的分劃板中心刻線第一次對齊A條紋中心時，游標卡尺的示數如圖（3）所示，第二次分劃板中心刻度線對齊B條紋中心時，游標卡尺的示數如圖（4）所示．已知雙縫間距為0.5mm，從雙縫到屏的距離為1m，則圖（4）中游標卡尺的示數為16.7mm，所測光波的波長為6.6×10^-7m．（保留兩位有效數字）
（3）如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，如圖丙所示．則在這種情況下來測量干涉條紋的間距△x時，測量值大于實際值．（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）根據干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ分析間距與哪些因素有關．
（2）游標卡尺的讀數方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．根據雙縫干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ求出光波的波長；
（3）如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測量值偏大；根據干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ分析．

解答 解：（1）A、在用狹縫觀察以線狀白熾燈為光源的光的干涉現象時狹縫必需與燈絲平行，這時干涉條紋與狹縫平行，狹縫與燈絲垂直時觀察不到明顯的干涉條紋．故A正確；
B、各元件的中心必須在遮光筒的軸線上，故B錯誤．
C、干涉條紋的間距公式為△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ；那么雙縫間距離越大，則條紋間距越小，故C正確．
D、去掉濾光片，干涉現象不消失，光屏上出現彩色的干涉條紋．故D錯誤．
故選：AC．
（2）圖1中游標尺的主尺讀數為11mm，游標讀數為0.1×4mm=0.4mm，所以最終讀數為11.4mm．
圖4中游標尺的主尺讀數為16mm，游標讀數為0.1×7mm=0.7mm，所以最終讀數為16.7mm．
相鄰干涉條紋的間距為：△x=$\frac{16.7-11.4}{4}×1{0}^{-3}$=1.325mm．
根據雙縫干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}p9vv5xb5$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）如果測量頭中的分劃板中心刻度線與干涉條紋不在同一方向上，條紋間距測量值△x偏大；
根據干涉條紋的間距公式為△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ，波長測量值也是偏大；
故答案為：（1）AC；（2）16.7，6.6×10^-7；（3）大于．

點評 本題關鍵是明確實驗原理，解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數方法，以及掌握雙縫干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ．