用鋼尺測(cè)量激光的波長

首先需要說明的，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在“中科院物理所”公眾號(hào)“正經(jīng)玩”欄目上發(fā)布的，在疫情時(shí)期的各大學(xué)的居家DIY實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目里，有幾所院校把這個(gè)實(shí)驗(yàn)的鋼尺改為鋼卷尺，以及塑料刻度尺。不過這兩個(gè)出處似乎并沒有互相借鑒，或者時(shí)間之先后有加之于彼此的影響——它們都從反射光柵原理講解的，很明白曉暢。我一直有做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的想法，曾經(jīng)也做了一點(diǎn)嘗試，但都沒有成功。在市院專題培訓(xùn)時(shí)喬靈芝老師也曾把這個(gè)實(shí)驗(yàn)推介給我，當(dāng)時(shí)我正在琢磨《生活化科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的幾何光學(xué)單元教學(xué)》，更是將此實(shí)驗(yàn)研究一番，但終因塑料刻度尺實(shí)驗(yàn)效果不好而放下，這一放下便是半年有余，直至近些天才又撿起來做。但于我內(nèi)心來說，我仍然希望能找到塑料尺提高效果的辦法，或者哪一種塑料尺要好用一些，畢竟不是每個(gè)中學(xué)生都要準(zhǔn)備一把鋼尺在身邊的。

想去做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原因，是因?yàn)椋@個(gè)實(shí)驗(yàn)是離開高中物理教材而稍高于中學(xué)物理，使用高中物理知識(shí)附帶一點(diǎn)點(diǎn)近似計(jì)算的技巧，就能把原理搞清楚的實(shí)驗(yàn)。這對(duì)數(shù)學(xué)能力有限的高中生來說，是不易得的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的素材。

用激光筆照射鋼尺邊緣處的刻度，當(dāng)入射光比較貼近平行鋼尺時(shí)，能同時(shí)看到直射的光點(diǎn)、反射的光點(diǎn)和散布于反射光點(diǎn)附近的干涉條紋。若是只關(guān)注相鄰的兩個(gè)反射刻槽即刻度線，使用中學(xué)物理知識(shí)就能得到解決條紋間距的計(jì)算；又因?yàn)槠溆嗟姆瓷涔饩鶃碜韵噜彽目滩?，?span style="cursor:pointer;">、不相鄰的刻槽間距是整數(shù)k倍的相鄰刻槽間距，于是，因此所有條紋圖樣都會(huì)重疊，條紋間距仍相同。于是不必理會(huì)光柵的原理，結(jié)合近似計(jì)算，用中學(xué)知識(shí)就能導(dǎo)出

實(shí)測(cè)303紅色激光筆波長，約630nm，標(biāo)稱值650nm。

摘幾個(gè)實(shí)驗(yàn)操作圖。

這些一大堆尺里面，木尺是絕無可能成功的；塑料尺和鋁尺效果極其不好，但也不是絕不可以。唯鋼尺可隨隨便便成功。