用游標卡尺觀察光的衍射現象

游標卡尺的使用是高中物理教學的重要內容，也是教學的難點。在整個高中階段涉及游標卡尺使用的只有幾處，間隔時間又較長，所以每次使用都應盡量將讀數方法復習一下以便鞏固，并從游標卡尺的構造和讀數原理上講清楚，使學生會使用各種精度的卡尺。

1 清楚游標卡尺的構造和讀數原理（以0.1毫米游標卡尺為例）

1.1 握尺

使學生每人拿起一把游標卡尺，教怎樣拿尺：兩手分工，右手4指將尺平握，右手食指操作止動旋鈕，拇指抵住拉手，推拉游標尺和測腳；左手拿被測物。

1.2 構造

右手握尺，食指松開止動旋鈕，拇指推拉手，使測腳并攏，主尺、副尺零零相對。觀察游標尺上的10個格對應主尺上多少毫米？19毫米。一個格的長度是多少毫米？1.9毫米。它比主尺上的2毫米少0.1毫米。若使游標尺零右邊第一條刻線與主尺上2毫米刻線對齊，主、副尺零零間隔是0.1毫米，這0.1毫米就是這種尺的最小刻度值。再舉0.05毫米、0.02毫米游標卡尺刻度講解也是一樣。

若使游標尺零右邊第三刻線與主尺的6毫米刻線對齊，則6毫米減3個1.9毫米得0.3毫米，被測物長0.3毫米。即被測物長不足1毫米時，游標尺零右的第幾刻線與主尺刻線對齊，被測物長就是幾乘最小刻度值毫米數。

若被測物長多于1毫米，比如是3毫米多，不足4毫米，多出的一點，就從游標尺上讀。假如零右第六刻線與主尺某刻線對齊，多出的一點就是6×0.1毫米=0.6毫米，加上整毫米數就是3.6毫米，即：讀數=整毫米數+游標尺示數×最小刻度值（單位）

2 觀察衍射現象

2.1 用游標卡尺觀察光的單縫衍射

先將測腳的縫寬調到0.1毫米，使尺的背面朝向自己，縫與點亮的日光燈管平行，一只眼從縫處觀察燈管，上下移縫的位置，直至觀察的衍射條紋最寬、最清晰為止。先觀察燈管上方的衍射條紋，明暗相間。看明亮部分，紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的排列順序，是從上至下還是從下至上？從上至下。而燈管下放的彩色條紋，從紅到紫的排列順序呢？從下至上。

2.2 衍射角與折射角的比較

如圖1所示，一束光經三棱鏡折射，紅光折射角最小，紫光折射角最大。如圖2所示，一束光經單縫衍射，紫光衍射角最小，紅光衍射角最大，與折射正相反。

2.3 改變縫寬觀察衍射

依次將縫寬調到0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米……觀察，觀察的結果是隨著縫的加寬，衍射條紋變密、變窄、變少，現象越來越不明顯，直至0.7毫米左右看不見了。

通過以上教學，學生從根本上掌握了游標卡尺的讀數方法，也從道理上掌握了單縫衍射的理論。