Question

14．在用双缝干涉测光的波长的实验中，请按照题目要求回答下列问题．

（1）如图1所示，甲、乙两图都是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是甲．
（2）将下表中的光学元件放在图1的丙所示的光具座上组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置，并用此装置测量红光的波长．

元件代号	A	B	C	D	E
元件名称	光屏	双缝	白光光源	单缝	透红光的 滤光片

将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为EDBA．（填写元件代号）
（3）已知该装置中双缝间距d=0.50mm，双缝到光屏的距离l=0.50m，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时游标卡尺如图2乙所示，则其示数x_A=111.15 mm；在B位置时游标卡尺如图2丙所示，则相邻两条纹间距△x=0.64 mm；
（4）由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为6.4×10^-7 m．
（5）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将变小（填“变大”、“不变”或“变小”）．

Answer 1

分析 （1）双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；
（2）为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝，最后面是光屏；
（3）游标卡尺读数=可动刻度读数+游标尺读数；根据△x=$\frac{{x}_{B}-{x}_{A}}{7}$ 求出相邻亮纹的间距；根据△x=$\frac{L}{d}$λ求解波长．
（5）根据双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ判断干涉条纹的间距变化．

解答 解：（1）双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹；
（2）为获取单色线光源，白色光源后面要有滤光片、单缝、双缝．所以各光学元件的字母排列顺序应为：EDBA；
（3、4）游标卡尺读数=可动刻度读数+游标尺读数；
故x_A=111mm+0.05mm×3=111.15mm；
x_B=115mm+0.05mm×12=115.60mm；
相邻亮纹的间距：
△x=$\frac{{x}_{B}-{x}_{A}}{7}$=$\frac{0.11560-0.11115}{7}$≈0.00064m=0.64mm；
根据公式△x=$\frac{L}{d}$λ，有：
λ=$\frac{△x•d}{L}$=$\frac{0.64×1{0}^{-3}-3×0.5×1{0}^{-3}}{0.5}$=6.4×10^-7m
（5）根据双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ知，频率变高，波长变短，则干涉条纹间距变小；
故答案为：
（1）甲；（2）EDBA；（3）111.15，0.64 mm；
（4）6.4×10^-7；（5）变小．

点评 本题关键是明确实验原理，体会实验步骤，最好亲手做实验；解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，以及掌握双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac{L}{d}$λ．