Question

16．现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D、透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图甲所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．

（1）本实验的步骤有：
①调节单缝与双缝的间距为5～10cm，并使单缝与双缝相互平行；
②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
③取下遮光筒右侧的元件，打开光源，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
④用米尺测出双缝到屏的距离；用测量头（读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离；
⑤将测得的数据代入公式求出红光的波长．
以上步骤合理的顺序是③②①④⑤．（只填步骤代号）
（2）将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后同方向转动测量头，使分划板的中心刻线与第5条亮纹中心对齐，此时手轮上的示数如图丙所示．则图乙中手轮上的示数是1.130mm；图丙中手轮上的示数是5.880mm．
（3）已知双缝到屏的距离为0.500m，使用的双缝间距为2.8×10^-4 m，由此可求得所测红光波长为λ=6.65×10^-7m（结果保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）在操作步骤②时还应注意使单缝与双缝相互平行，使一个线光源变为频率相等的两个线光源．
（2）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器示数．
（3）根据双缝干涉条纹的间距公式求出波长的表达式，从而求出波长的大小．

解答 解：（1）根据实验步骤：
取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；
按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；
用米尺测量双缝到屏的距离；
用测量头（其读数方法同螺旋测微器）测量数条亮纹间的距离．
最后是测量和读数．
所以排列好实验的顺序为：③②①④⑤．
（2）根据螺旋测微器的读数方法，图乙螺旋测微器的读数为1mm+0.01×13.0mm=1.130mm，图丙螺旋测微器的读数为5.5mm+0.01×38.0mm=5.880mm，
（3）相邻条纹的间距为：$△x=\frac{5.880-1.130}{5-1}=1.1875mm$=1.1875×10^-3m．
根据$△x=\frac{l}{d}λ$，代入数据得：λ=6.65×10^-7m．
答案：（1）③②①④⑤；（2）1.130，5.880；（3）6.65×10^-7

点评 本题考查了实验装置、螺旋测微器读数，知道道双缝干涉实验的原理、掌握螺旋测微器读数方法即可正确解题．