Question

19．（1）在“用雙縫干涉測量光的波長”實驗中，提供的學(xué)生安全電源最大電壓等于白熾燈的額定電壓．雙縫干涉儀如圖（甲）安裝好后，小張同學(xué)將“學(xué)生安全電源”上的電壓調(diào)節(jié)旋鈕轉(zhuǎn)至最大位置，然后合上開關(guān)．結(jié)果光具座上的白熾燈不亮，學(xué)生安全電源上的電壓表讀數(shù)為零，電源指示燈亮、工作指示燈不亮、過載指示燈亮，如圖（乙）所示．同組實驗的小李同學(xué)斷開開關(guān)后，將電壓調(diào)節(jié)旋鈕轉(zhuǎn)至最小，然后合上開關(guān)，再將電壓調(diào)節(jié)旋鈕慢慢轉(zhuǎn)至白熾燈的額定電壓，結(jié)果燈亮了．兩者對比，小張同學(xué)操作時造成電流過大導(dǎo)致過載的原因是燈絲冷態(tài)阻值太�。�

（2）圖（甲）中要使單縫與雙縫相互平行，干涉條紋更加清晰明亮，以下操作最為合理的是C．
A．移動光源      B．轉(zhuǎn)動單縫      C．調(diào)節(jié)長桿      D．轉(zhuǎn)動遮光筒
（3）已知雙縫間距為0.25mm，單縫與雙縫之間的距離為5.00cm，雙縫到光屏之間的距離為60.00cm，將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對其，該亮紋記為第1條亮紋，讀數(shù)如圖（丙）所示，其讀數(shù)為18.45mm；繼續(xù)轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線與第7條亮紋中心對齊，讀數(shù)如圖（丁）所示，其讀數(shù)為27.20mm．則所測紅光波長為608nm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）分析兩個學(xué)生的操作的過程和燈絲的電阻的特性，然后結(jié)合部分電路的歐姆定律即可正確解答；
（2）干涉條紋的寬度過小，則不夠清楚，然后結(jié)合干涉條紋的公式$△x=\frac{L}ndf9190λ$即可；
（3）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需要估讀．根據(jù)$△x=\frac{L}xqvtw8kλ$，求出紅光的波長．

解答 解：（1）根據(jù)兩個學(xué)生的操作的過程可知，小李將電壓調(diào)節(jié)旋鈕轉(zhuǎn)至最小，然后合上開關(guān)，再將電壓調(diào)節(jié)旋鈕慢慢轉(zhuǎn)至白熾燈的額定電壓，結(jié)果燈亮了，說明電路的原理是沒有問題的；小張將“學(xué)生安全電源”上的電壓調(diào)節(jié)旋鈕轉(zhuǎn)至最大位置，然后合上開關(guān)時卻發(fā)現(xiàn)過載，說明電路中的電阻值比較��；兩種操作的過程比較可知，小張直接合上開關(guān)時，電路中的電阻值比較小，很可能是由于燈絲冷態(tài)阻值太�。�
（2）要使單縫與雙縫相互平行，干涉條紋更加清晰明亮，則要增大條紋的寬度，根據(jù)公式：$△x=\frac{L}jk8jqfxλ$可知，增大雙縫到屏的距離L或減小雙縫之間的距離都可以增大條紋的間距，所以選項C是正確合理的．
故選：C
（3）丙圖中主尺讀數(shù)為18mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×9=0.45mm，總讀數(shù)為：18.45mm；丁圖中主尺讀數(shù)為27mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×4=0.20mm，總讀數(shù)為：27.20mm．
條紋的寬度：$△x=\frac{{x}_{7}-{x}_{1}}{7-1}=\frac{27.20-18.45}{7-1}×1{0}^{-3}$m=$\frac{8.75}{6}×1{0}^{-3}$m
根據(jù)公式：$△x=\frac{L}7kozx0jλ$
$λ=\frac{△xd}{L}=\frac{\frac{8.75}{6}×1{0}^{-3}×0.25×1{0}^{-3}}{60×1{0}^{-2}}=6.08×1{0}^{-7}$m=608 nm
故答案為：（1）燈絲冷態(tài)阻值太��；（2）C；（3）18.45，27.20，608

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，以及掌握雙縫干涉的條紋間距公式，并能靈活運用．