Question

15．小英同學做“用雙縫干涉測量光的波長”實驗，其中部分實驗器材如圖甲所示，其中②是0.20mm的雙縫屏，其作用是獲得相同頻率的光．按照從光源到光屏的方向，這三種器材的安裝順序為②③①（填所給儀器的序號）．正確安裝器材后，測得雙縫屏到像屏的距離為700mm．調整手輪后，她從測量頭的目鏡觀察、測量，此時游標尺的示數如圖乙所示，則游標尺的示數x₂=8.56mm，她通過計算，正確得出兩相鄰明條紋間距為2.31mm，則光的波長為660nm．

Answer 1

分析 根據雙縫干涉測光的波長，首先需要單色光，讓單色光通過雙縫在光屏上形成干涉圖樣，從而即可求解；
游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．游標50分度，每一分度表示的長度為0.02mm；
根據△x=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{n}$ 求出相鄰明條紋（或暗條紋）的間距，再根據公式△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ，求出該色光的波長．

解答 解：其中②是0.20mm的雙縫屏，其作用是獲得相同頻率的光；
雙縫干涉實驗讓單色光通過雙縫在光屏上形成干涉圖樣，所以讓白熾燈光通過濾光片，再經過單縫形成單色光，再通過雙縫②，接著通過③，最后在光屏①上成像．故自光源起合理的順序是②③①；
圖乙中，游標卡尺的主尺讀數為8mm，游標讀數為0.02mm×28=0.56mm，
所以最終讀數為 x₂=8.56mm．
兩個相鄰明紋（或暗紋）間的距離△x=2.31mm
根據△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ，得：λ=$\frac{△x•d}{L}$=$\frac{0.2×1{0}^{-3}×2.31×1{0}^{-3}}{700×1{0}^{-3}}$m=6.6×10^-7m=660nm
故答案為：獲得相同頻率的光；②③①；8.56；660．

點評 解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數方法，游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．要掌握干涉條紋的間距公式△x=$\frac{L}p9vv5xb5$λ，知道△x是相鄰條紋的間距．