题目
12.7 在杨氏双缝实验中,双缝间距 d=0.20mm 缝屏间距 =1.0m, 试求:-|||-(1)若第2级明条纹离屏中心的距离为6.0mm,计算此单色光的波长;-|||-(2)相邻两明条纹间的距离.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查杨氏双缝实验中干涉条纹的规律,涉及明条纹位置公式和条纹间距公式的应用。
解题核心思路:
- 明条纹位置公式:第$m$级明条纹到屏中心的距离为$y = \frac{m \lambda D}{d}$,其中$d$为双缝间距,$D$为缝屏间距,$\lambda$为波长。
- 条纹间距公式:相邻明条纹间距$\Delta y = \frac{\lambda D}{d}$,与级数$m$无关,仅由$\lambda$、$d$、$D$决定。
破题关键点:
- 单位统一:将$d=0.20\ \text{mm}$转换为米,即$d=0.20 \times 10^{-3}\ \text{m}$。
- 公式变形:根据已知量灵活变形公式求解未知量。
第(1)题
已知条件:
- 第2级明条纹位置$y=6.0\ \text{mm}=0.006\ \text{m}$,
- $m=2$,
- $d=0.20\ \text{mm}=0.0002\ \text{m}$,
- $D=1.0\ \text{m}$。
步骤:
- 代入明条纹公式:
$y = \frac{m \lambda D}{d}$ - 变形求波长:
$\lambda = \frac{y d}{m D}$ - 代入数值计算:
$\lambda = \frac{0.006 \times 0.0002}{2 \times 1.0} = \frac{0.0000012}{2} = 6 \times 10^{-7}\ \text{m} = 600\ \text{nm}$
第(2)题
已知条件:
- 波长$\lambda=600\ \text{nm}=600 \times 10^{-9}\ \text{m}$,
- $d=0.0002\ \text{m}$,
- $D=1.0\ \text{m}$。
步骤:
- 代入条纹间距公式:
$\Delta y = \frac{\lambda D}{d}$ - 代入数值计算:
$\Delta y = \frac{600 \times 10^{-9} \times 1.0}{0.0002} = \frac{600 \times 10^{-9}}{2 \times 10^{-4}} = 3 \times 10^{-3}\ \text{m} = 3\ \text{mm}$