题目
关于夫琅和费单缝衍射下列说法正确的是()A. 单缝越大,进入的光越多,衍射现象越明显;B. 用不同的单色光做实验,紫光的中央明纹最宽,红光的中央明纹最窄;C. 用白光做实验,中央明纹是彩色的;D. 用白光做实验一级明纹呈彩虹色,由靠近中央明纹及远,从紫到红排列。
关于夫琅和费单缝衍射下列说法正确的是()
A. 单缝越大,进入的光越多,衍射现象越明显;
B. 用不同的单色光做实验,紫光的中央明纹最宽,红光的中央明纹最窄;
C. 用白光做实验,中央明纹是彩色的;
D. 用白光做实验一级明纹呈彩虹色,由靠近中央明纹及远,从紫到红排列。
题目解答
答案
C. 用白光做实验,中央明纹是彩色的;
解析
本题考查夫琅和费单缝衍射的相关知识,解题思路是根据夫琅和费单缝衍射的规律,对每个选项逐一进行分析判断。
- 选项A:
- 根据单缝衍射的半波带法,单缝衍射暗纹条件为$a\sin\theta = \pm k\lambda$($k = 1,2,3,\cdots$),明纹条件为$a\sin\theta=\pm(2k + 1)\frac{\lambda}{2}$($k = 1,2,3,\cdots$),其中$a$为单缝宽度,$\theta$为衍射角,$\lambda$为光的波长。
- 单缝越大,即$a$越大,在相同波长$\lambda$的情况下,衍射角$\theta$越小,衍射条纹越窄,衍射现象越不明显。所以选项A错误。
- 选项B:
- 中央明纹的宽度$\Delta x = \frac{2\lambda f}{a}$,其中$f$为透镜焦距。
- 不同的单色光,波长$\lambda$不同,紫光的波长$\lambda_{紫}$小于红光的波长$\lambda_{红}$。
- 由$\Delta x = \frac{2\lambda f}{a}$可知,在$f$和$a$相同的情况下,$\lambda$越大,中央明纹越宽,所以红光的中央明纹最宽,紫光的中央明纹最窄。选项B错误。
- 选项C:
- 白光由各种不同波长的单色光组成。
- 对于中央明纹,各种单色光的中央明纹中心都在透镜主光轴上,且不同波长的光在中央明纹区域都有一定的强度分布,所以中央明纹是彩色的。选项C正确。
- 选项D:
- 一级明纹的位置满足$a\sin\theta=(2\times1 + 1)\frac{\lambda}{2}=\frac{3\lambda}{2}$,即$\sin\theta=\frac{3\lambda}{2a}$。
- 因为$\sin\theta$与$\lambda$成正比,紫光波长最短,红光波长最长,所以从靠近中央明纹到远,一级明纹应从红到紫排列。选项D错误。