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出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，在遇到障礙物時(shí)一樣會出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，而該儀器就無法做到這點(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)，螺旋測微器2個(gè)，光具座1臺，光屏1個(gè)(自制)，矩形鋼片(2 mm×15 mm×0.5 mm)1條.

(2)制作過程

單縫的制作：在其中一個(gè)螺旋測微器上固定一個(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)螺旋測微器上固定一個(gè)螺絲，并在測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微器的小砧和測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)旋鈕改變小砧和測微螺桿之間的縫寬，則光屏上開始出現(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越寬．

障礙物衍射實(shí)驗(yàn)：將激光器、作為障礙物的螺旋測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，此過程中可以觀察到隨著障礙物擋光的寬度越來越窄衍射條紋越來越明顯，中央亮紋的寬度越來越寬．

3 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

該實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)過這樣的改進(jìn)后通過課堂教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)效果非常得好．可以簡便地連續(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．