21届复赛测量金属丝的直径.ppt
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1、第二十一届全国中学生 奥林匹克物理竞赛复赛,-光学实验试题,题目: 测量金属丝的直径,【仪器与用具】 未知波长的激光器、凸透镜、待测金属丝、物屏、像屏、CD光盘、米尺、三角板、支架若干、金属夹等。 【实验内容】 1测量激光器的波长; 2测量待测金属丝的直径。,【要求】,1自己设计实验方法,根据需要从以上仪器与用具中选择合适的器材,采取适当方法和措施,尽量准确地测量。 2画出测量光路图,准确地反映出各器件间的位置、角度等关系,在图中注明各量。 3简述为提高测量准确性所采取的方法和措施。 4完整记录测量数据,写出计算公式,计算结果。,【说明】,1待测金属丝已装在物屏的中心孔处。 2CD光盘表面是一
2、些在光滑平面上连续不断的“坑点”同心圆轨迹,其密度为每毫米625条。 【注】 以卷面为评分依据,【参考答案】,一. 半导体激光器波长的的测量 1. 测量光路图:用反射光栅衍射的方法测量激光的波长。,2计算公式:,为入射角,为衍射角。当入射光垂直光盘表面时,=0,测量1级谱线衍射角,所以,由光栅衍射方程,其中,(的标准值:23.96度),3. 实验步骤,(1)将激光器、观察屏和光盘等按图中位置摆放,开始观察屏和光盘距离尽可能地近。 (2)将激光器出射口对准观察屏的中心孔。打开激光器电源 (3)将光盘慢慢地远离观察屏,保持光盘与观察屏平行,观察衍射光斑,使两衍射光点与中心的反射光点距离相等,且在同
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