如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距
的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离
.然后,接通电源使光源正常工作.
①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游标尺)上有20分度.某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻度线与某条纹中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示,此示数为__________
;接着再转动手轮,使分划板中心刻度线与某条纹
中心对齐,测得
到
条纹间的距离为
.利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长
__________
(保留2位有效数字).
②另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象效果很好.若他对实验装置作了一下改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加.以下改动可能实现这个效果的是__________.
A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B.仅将单缝远离双缝移动少许
C.仅将单缝与双缝的位置互换 D.仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片
D
【详解】
(1)图中游标卡尺的主尺的刻度为0,游标尺的第5刻度与上边对齐,则读数为:0mm+0.05×5=0.25mm,
A到B条纹间的距离为8.40mm,由图可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度,则
根据公式得
(2)对实验装置作了一下改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加,可知各条纹的宽度减小.由公式得:
A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间,λ、L与d都不变,则不变.故A错误;
B.仅将单缝远离双缝移动少许,λ、L与d都不变,则不变.故B错误;
C.仅将单缝与双缝的位置互换,将不能正常观察双缝干涉.故C错误;
D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片,λ减小,L与d都不变,则减小.故D正确.
【点睛】
(1)游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数,不需估读;
单测量相邻两根条纹的间距误差比较大,往往采取测量多条干涉条纹的间距,然后求平均值,减小测量的偶然误差.根据测量光波的波长.
(2)对实验装置作了一下改动后,条纹数目有所增加,可知各条纹的宽度减小,然后由分析即可.
干涉区域内产生的亮、暗纹的条件:
1、亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍,即δ=nλ(n=0,1,2,……);
2、暗纹:屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍,即δ=(n=0,1,2,……)。
判断双缝干涉图样明暗条纹的方法:
在两个光源(双缝)情况完全相同时,若光屏上某点到光源的路程差等于波长的整数倍,则该点出现亮条纹。若光屏上某点到光源的路程差等于半波长的奇数倍,则该点出现暗条纹。
当光源S位于两狭缝的中垂线上时,符合上述条件,可按上述方法判定。如图甲所示,计算路程差
若光源S的位置不在两狭缝
的中垂线上,则光线经过双缝时的情况就不一定相同,此时计算两相干光到达屏上P点的路程差时就不能单从双缝算起,应从光源s算起,如图乙所示
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