陳潯穎

(位育中學(xué) 上海 200231)

1 原教材中的實(shí)驗(yàn)

原教材中的2521型學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀的單縫是采用真空鍍鉻工藝鍍鉻在玻璃片上．鍍鉻的部分像鏡子一樣反光，不能透光；不鍍鉻的部分(即單縫所在位置)則透光．將此單縫與激光器、光屏依次安裝在光具座上．調(diào)整三者的高度(使之在同一水平線(xiàn)上)和距離，使激光照射單縫，在光屏上投下的衍射條紋．

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師除了要讓學(xué)生觀察到單縫衍射的圖樣外，還希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察產(chǎn)生明顯衍射的條件及不同縫寬的衍射圖樣的不同，而原器材中只是配有兩種不同縫寬的單縫，這是此儀器的不足之一；其次，我們知道光不僅遇到狹縫會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，在遇到障礙物時(shí)一樣會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，而該儀器就無(wú)法做到這點(diǎn)，這是此儀器的不足之二.那么有些教師就想到取下單縫，在光具座上一次一次地安裝不同粗細(xì)的障礙物，雖然可以在光屏上觀察到投下的衍射條紋，但在實(shí)際操作中，每換一次障礙物都要調(diào)整位置使其在激光的光路上，這樣，課堂的效率就變得不高，基于此原因改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器如下．

2 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)

(1)實(shí)驗(yàn)器材

氦-氖激光器1個(gè)，螺旋測(cè)微器2個(gè)，光具座1臺(tái)，光屏1個(gè)(自制)，矩形鋼片(2 mm×15 mm×0.5 mm)1條.

(2)制作過(guò)程

單縫的制作：在其中一個(gè)螺旋測(cè)微器上固定一個(gè)螺絲，使其能固定在光具座上，如圖1(a)所示.

障礙物的制作：在另一個(gè)螺旋測(cè)微器上固定一個(gè)螺絲，并在測(cè)微螺桿的中心安裝矩形鋼片，如圖1(b)所示.

圖1

光屏的制作：空的大紙盒在其底部用雙面膠貼上黃色的KT板(底色為黃色，反射和吸收紅色激光都不是最強(qiáng)，教室演示效果較好).

(3)實(shí)驗(yàn)方法

單縫衍射實(shí)驗(yàn)：將激光器和作為單縫的螺旋測(cè)微器依次安裝在光具座上．調(diào)整二者的高度(使之在同一水平線(xiàn)上)和距離(光源與單縫距離為20 cm，單縫和光屏距離為180 cm)，使激光照射在螺旋測(cè)微器的小砧和測(cè)微螺桿之間的縫的中心，在光屏上投下激光的光斑，此時(shí)觀察不到衍射條紋；旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕改變小砧和測(cè)微螺桿之間的縫寬，則光屏上開(kāi)始出現(xiàn)衍射條紋；繼續(xù)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕，可以觀察到衍射條紋隨著縫寬變化的規(guī)律，中央亮紋的寬度越來(lái)越寬．

障礙物衍射實(shí)驗(yàn)：將激光器、作為障礙物的螺旋測(cè)微器依次安裝在光具座上．調(diào)整二者的高度(使之在同一水平線(xiàn)上)和距離(光源與障礙物距離為15 cm，障礙物和光屏距離為180 cm)，使激光照射螺旋測(cè)微器的障礙物的中心，此時(shí)在光屏上投下的障礙物的影子，觀察不到衍射條紋；旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕改變障礙物的擋光寬度，則光屏上在障礙物的邊緣開(kāi)始出現(xiàn)衍射條紋；繼續(xù)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕，直到障礙物平面和光具座水平為止，此過(guò)程中可以觀察到隨著障礙物擋光的寬度越來(lái)越窄衍射條紋越來(lái)越明顯，中央亮紋的寬度越來(lái)越寬．

3 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

該實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)過(guò)這樣的改進(jìn)后通過(guò)課堂教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)效果非常得好．可以簡(jiǎn)便地連續(xù)改變障礙物的擋光寬度及狹縫的寬度，很大地節(jié)約了課堂演示的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的目的，既讓學(xué)生觀察到了光的衍射現(xiàn)象，同時(shí)了解產(chǎn)生明顯光的衍射現(xiàn)象的條件，并觀察到光的衍射條紋隨障礙物及單縫的寬度改變的規(guī)律，可謂一舉多得．