Question

（1）現(xiàn)有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學(xué)元件，要把它們放在如圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置，用以測(cè)量紅光的波長(zhǎng)。??

將各光學(xué)元件由左至右依次排列好，按以下實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作：?

①取下遮光筒左側(cè)的元件，調(diào)節(jié)光源高度，使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮；?

②按合理順序在光具座上放置各光學(xué)元件，使單縫和雙縫間的距離約為5～10 cm；?

③用米尺測(cè)量雙縫到屏的距離；?

④用測(cè)量頭測(cè)量數(shù)條亮紋間的距離。?

在操作步驟②時(shí)還應(yīng)注意　　　　　　　和　　　　　　　　。?

已知雙縫間距為d，測(cè)得雙縫到屏的距離為l。將測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，將該亮紋定為第一條光紋，此時(shí)手輪上讀數(shù)為a₁，同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與第n條亮紋中心對(duì)齊，手輪上讀數(shù)為a_n，則求得所測(cè)紅光波長(zhǎng)λ=　　　　　　　　　。?

（2）用理想電壓表、理想電流表、滑動(dòng)變阻器、直流電源和一只燈泡組成電路，測(cè)定燈泡的伏安特性。測(cè)得的I-U圖線如圖所示，已知滑動(dòng)變阻器的最大阻值為25 Ω，滑片的最大滑動(dòng)距離為15 cm，電源電動(dòng)勢(shì)為6 V且內(nèi)阻不計(jì)。?

①在下面的方框內(nèi)，不改變滑動(dòng)變阻器和電源的位置，補(bǔ)上電壓表和電流表以及燈泡的符號(hào)，完成電路圖。要求滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡上電壓增大。?

②在I-U圖中可知，從B到A的過(guò)程中燈泡的電阻         （填“變大”“變小”或“不變”）。

③在得出BA段圖線數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器滑片向右滑動(dòng)的長(zhǎng)度是         cm。?

Answer 1

(1)使單縫與雙縫相互平行?

使各元件的中心位于遮光筒的軸線上?

(2)①如下圖　　②變大　�、�6.0??

解析：(1)單縫與雙縫相互平行，且各元件必須共軸，才能發(fā)生明顯的干涉現(xiàn)象。?

由題意得，第n條亮紋與第1條亮紋間距為a_n-a₁,則雙縫干涉條紋間距為Δx =，①

又由：Δx =,�、�?

由①②解得： 。?

(2)①理想電壓表內(nèi)阻近乎無(wú)窮大，理想電流表內(nèi)阻不計(jì)。小燈泡電阻約為幾歐至幾十歐姆，所以用外接法；測(cè)伏安特性曲線，要求電壓變化范圍大，所以接分壓器；要求滑片向右滑動(dòng)時(shí)，燈泡上電壓增大，則把滑動(dòng)變阻器左端與測(cè)量電路并聯(lián)。電路如下圖所示：②由圖知，在B時(shí)：R_b=Ω=30 Ω,在A時(shí)，R_a= Ω=40 Ω，所以從B→A，燈泡的電阻變大。

③變阻器最大阻值為25 Ω，最大滑動(dòng)距離為15 cm，所以滑動(dòng)變阻器每單位長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)電阻為：25 Ω/15 cm。?

當(dāng)在B時(shí)，燈泡電阻為30 Ω，理想電表對(duì)電路影響不計(jì)。設(shè)滑動(dòng)變阻器左邊電阻為R₁，則：R_并=　①?

測(cè)量電路所分電壓U_并=3 V，則：

=　②?

又： =�、�?

解得R₁=15 Ω。?

當(dāng)在A時(shí)，測(cè)量電路電壓U_并=E =6 V，即滑片移至最右邊，滑動(dòng)變阻器左邊電阻為25 Ω，由以上可知滑片從15 Ω處滑至25 Ω處，改變電阻10 Ω，則對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度為6 cm。