Question

（1）现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图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。??

将各光学元件由左至右依次排列好，按以下实验步骤进行操作：?

①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；?

②按合理顺序在光具座上放置各光学元件，使单缝和双缝间的距离约为5～10 cm；?

③用米尺测量双缝到屏的距离；?

④用测量头测量数条亮纹间的距离。?

在操作步骤②时还应注意　　　　　　　和　　　　　　　　。?

已知双缝间距为d，测得双缝到屏的距离为l。将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第一条光纹，此时手轮上读数为a₁，同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第n条亮纹中心对齐，手轮上读数为a_n，则求得所测红光波长λ=　　　　　　　　　。?

（2）用理想电压表、理想电流表、滑动变阻器、直流电源和一只灯泡组成电路，测定灯泡的伏安特性。测得的I-U图线如图所示，已知滑动变阻器的最大阻值为25 Ω，滑片的最大滑动距离为15 cm，电源电动势为6 V且内阻不计。?

①在下面的方框内，不改变滑动变阻器和电源的位置，补上电压表和电流表以及灯泡的符号，完成电路图。要求滑动变阻器滑片向右滑动时，灯泡上电压增大。?

②在I-U图中可知，从B到A的过程中灯泡的电阻         （填“变大”“变小”或“不变”）。

③在得出BA段图线数据的实验中，滑动变阻器滑片向右滑动的长度是         cm。?

Answer 1

(1)使单缝与双缝相互平行?

使各元件的中心位于遮光筒的轴线上?

(2)①如下图　　②变大　　③6.0??

解析：(1)单缝与双缝相互平行，且各元件必须共轴，才能发生明显的干涉现象。?

由题意得，第n条亮纹与第1条亮纹间距为a_n-a₁,则双缝干涉条纹间距为Δx =，①

又由：Δx =,　②?

由①②解得： 。?

(2)①理想电压表内阻近乎无穷大，理想电流表内阻不计。小灯泡电阻约为几欧至几十欧姆，所以用外接法；测伏安特性曲线，要求电压变化范围大，所以接分压器；要求滑片向右滑动时，灯泡上电压增大，则把滑动变阻器左端与测量电路并联。电路如下图所示：②由图知，在B时：R_b=Ω=30 Ω,在A时，R_a= Ω=40 Ω，所以从B→A，灯泡的电阻变大。

③变阻器最大阻值为25 Ω，最大滑动距离为15 cm，所以滑动变阻器每单位长度对应电阻为：25 Ω/15 cm。?

当在B时，灯泡电阻为30 Ω，理想电表对电路影响不计。设滑动变阻器左边电阻为R₁，则：R_并=　①?

测量电路所分电压U_并=3 V，则：

=　②?

又： =　③?

解得R₁=15 Ω。?

当在A时，测量电路电压U_并=E =6 V，即滑片移至最右边，滑动变阻器左边电阻为25 Ω，由以上可知滑片从15 Ω处滑至25 Ω处，改变电阻10 Ω，则对应长度为6 cm。