《测定光波波长的数据处理》测定光波波长的数据处理

1填空题

某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头(如图乙所示)测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹(将这一条纹确定为第一亮条纹)的中心，此时游标尺上的读数x$_1$=1.15mm；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示．则图丙的读数x$_2$=mm．实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm．根据以上数据，可得通过实验测出的光的波长λ=×10_m．

填空题答案仅供参考

题目答案

8.955.2

答案解析

分析：

游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．根据双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac {L}{d}$λ求出光波的波长．

解答：

解：图丙的示数为8mm+0.05×19=8.95mm．

则△x=$\frac {x$_2$-x$_1$}{5}$，

根据△x=$\frac {L}{d}$λ，

得，λ=$\frac {x$_2$-x$_1$}{5L}$d，

代入数据解得λ=5.2×10_m

故答案为：8.95，5.2．

点评：

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，知道干涉的条件．

2填空题

利用所学物理知识解答问题：

(1)如图甲所示是用双缝干涉测光波波长的实验设备示意图，图中①是光源，②是滤光片，③是单缝，④是双缝，⑤是光屏．下列操作能增大光屏上相邻两条亮纹之间距离的是(按从小到大顺序填写下面的序号，多选)

1．增大③和④之间的距离

2．增大④和⑤之间的距离

3．将绿色滤光片改成红色滤光片

4．增大双缝之间的距离

(2)如果将灯泡换成激光光源，该实验照样可以完成，这时可以去掉的部件是(按从小到大顺序填写下面的序号，多选)．

1. 部件①；2. 部件②；3. 部件③；4. 部件④；5. 部件⑤

(3)转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准第1条亮纹，读出手轮的读数如图乙所示为0.045mm．继续转动手轮，使分划板中心刻线对准第10条亮纹，读出手轮的读数如图丙所示为14.535mm．则相邻两亮条纹的间距是mm．

(4)如果已经量得双缝的间距是0.30mm、双缝和光屏之间的距离是900mm，则待测光的波长是×10_m．(取三位有效数字)

填空题答案仅供参考

题目答案

23231.615.37

答案解析

分析：

(1)根据双缝干涉条纹的间距公式得出增加相邻亮纹(暗纹)间的距离的方法．

(2)将灯泡换成激光光源，激光的单色性好，不需要滤光片．

(3)螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数，需要估读一位，再依据△x=$\frac {x_n-x$_1$}{n-1}$．

(4)根据双缝干涉条纹的间距公式△x=$\frac {L}{d}$λ求出光波的波长．

解答：

解：(1)根据△x=$\frac {L}{d}$λ知，为增大相邻亮纹(暗纹)间的距离，可采取增大双缝到光屏的距离、减小双缝间距离、或增大入射光的波长，而单缝与双缝间距不会影响条纹间距．故BC正确，AD错误．

(2)将灯泡换成激光光源，激光的单色性好，不需要滤光片与单缝，即为②与③．

(3)图乙中固定刻度读数为0.0mm，可动刻度读数为0.01×4.5=0.045mm，所以最终读数 x$_1$=0.045mm．

图丙中固定刻度读数为14.5mm，可动刻度读数为0.01×3.5=0.035mm，所以最终读数 x$_1$0=14.535mm．

根据△x=$\frac {14.535-0.045}{10-1}$=1.61mm；

(4)相邻干涉条纹的间距△x=1.61mm=1.61×10_m

由△x=$\frac {L}{d}$λ得 λ=$\frac {△x•d}{L}$=$\frac {1.61×10_×0.3×10}{0.9}$=5.37×10_m

故答案为：

(1)23；(2)23；(3)1.61；(4)5.37．

点评：

解决本题的关键掌握螺旋测微器的读数方法，固定刻度读数加上可动刻度读数，不需估读．以及掌握条纹间距公式，注意相邻亮条纹间距的求解是解题的关键．

3填空题

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．(只填步骤序号)

(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mm；图丙中手轮上的示数是mm．

(3)已知双缝到屏的距离为0.500m，使用的双缝间距为2.8×10_ m，由此可求得所测红光波长为λ=×10_m(结果保留三位有效数字)．

填空题答案仅供参考

题目答案

321451.1305.8806.65

答案解析

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_m．

根据△x=$\frac {l}{d}$λ，代入数据得：λ=6.65×10_m．

答案：(1)32145；(2)1.130，5.880；(3)6.65．

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．

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