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高中二年级物理

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    某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时如图1,游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时如图2,游标卡尺的示数如图4所示。已知双缝间距d=0.5mm,双缝到屏的距离L=1.0m。则:
    (1)实验中测量多条干涉条纹宽度的目的是___________________________;
    (2)图3、图4中游标卡尺的示数分别为____________mm、___________mm;
    (3)所测光波的波长为______________m。(保留两位有效数字)


    本题信息:2008年河北省期末题物理实验题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “某同学在做“双缝干涉测定光的波长”实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时如图1,游标卡尺的示数如图3所示,第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心时...” 主要考查您对

游标卡尺

实验:用双缝干涉测量光的波长

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  • 游标卡尺
  • 实验:用双缝干涉测量光的波长

构造和用途:

原理:

利用游标尺最小分度和主尺最小分度的微小差值,把微小长度积累起来进行测量。

读数:

如下表所示

游标尺(mm) 精度(mm) 测量结果(游标尺上第n个小格与主尺上的某刻度线对正时)(mm)
刻度格数 刻度总长度 每小格与1毫米差
10 9 0.1 0.1 主尺上读的毫米数+0.1n
20 19 0.05 0.05 主尺上读的毫米数+0.05n
50 49 0.02 0.02 主尺上读的毫米数+0.02n

表格解析:

(1)10分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.9mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.1mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出0.1毫米位的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,0.1毫米位就读几(不能读某)。其读数准确到0.1mm。
(2)20分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.95mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.05mm。读数时先从主尺上读出厘米数和毫米数,然后用游标读出毫米以下的数值:游标的第几条刻线跟主尺上某一条刻线对齐,毫米以下的读数就是几乘0.05毫米。其读数准确到0.05mm。
(3)50分度的游标卡尺。游标上相邻两个刻度间的距离为0.98mm,比主尺上相邻两个刻度间距离小0.02mm。这种卡尺的刻度是特殊的,游标上的刻度值,就是毫米以下的读数。这种卡尺的读数可以准确到0.02mm。如图中被测圆柱体的直径为2.250cm。
(4)游标卡尺都是根据刻线对齐来读数的, 所以都不再往下一位估读。


进行“长度测量”实验时的注意事项:

1、如果刻度尺端头有磨损,测量起点不要选在“0”刻度线。
2、刻度尺毫米以下的数值靠目测估读一位,估读至最小刻度值的1/10(即0.1mm)。
3、用游标卡尺测量金属管的外径时,金属管不可在钳口间移动或压得太紧,以免磨损钳口。
4、用游标卡尺测量金属管的外径、内径和量筒的深度,把游标卡尺放在合适的位置后适当旋紧固定螺钉,再读数。
5、游标卡尺使用时不论多少分度都不要估读.如20分度的游标卡尺,读数的末位数一定是0或5;50分度的游标卡尺,读数的末位数字一定是偶数。
6、若游标上任何一格均不与主尺的刻度线重合,选择较近的一条刻度线读数。


实验原理:
通过单缝的一束光线,经双缝形成一对相干光,互相叠加产生干涉现象。根据公式可算出波长,d是双缝间距,L是双缝到屏的距离,Δx是相邻两条亮(暗)纹间隔,λ是单色光的波长。

实验步骤:
1、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;
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、用米尺测量双缝到屏的距离;
4、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;
在操作步骤(2)时还应注意使单缝和双缝间距为5-10cm,使单缝与双缝相互平行。
注意事项:
1、安装仪器的顺序:光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、光屏。
2、双缝与单缝相互平行,且竖直放置。
3、光源、虑光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上。
4、若出现在光屏上的光很弱,由于不共轴所致。
5、若干涉条纹不清晰,与单缝和双缝是否平行有很大关系。
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