题目
用波长 =632.8 nm(1nm=10 - 9m) 的平行光垂直照射单缝,缝宽 a=0.15 mm ,缝后用 凸透镜把衍射光会聚在焦平面上, 测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为 1.7 mm ,求此 透镜的焦距.
用波长 =632.8 nm(1nm=10 - 9m) 的平行光垂直照射单缝,缝宽 a=0.15 mm ,缝后用 凸透镜把衍射光会聚在焦平面上, 测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为 1.7 mm ,求此 透镜的焦距.
题目解答
答案
解:第二级与第三级暗纹之间的距离 x = x3 –x2≈f / a. f ≈a x / =400 mm光栅衍射
解析
步骤 1:确定单缝衍射的暗纹位置
单缝衍射的暗纹位置由公式给出:a sin θ = m λ,其中 a 是缝宽,θ 是衍射角,m 是级数,λ 是波长。对于小角度,sin θ ≈ tan θ = y / f,其中 y 是暗纹到中心的距离,f 是透镜的焦距。
步骤 2:计算第二级与第三级暗纹之间的距离
根据步骤 1 的公式,第二级暗纹的位置为 y2 = f * (2 λ / a),第三级暗纹的位置为 y3 = f * (3 λ / a)。因此,第二级与第三级暗纹之间的距离 x = y3 - y2 = f * (3 λ / a) - f * (2 λ / a) = f * λ / a。
步骤 3:求解透镜的焦距
根据步骤 2 的结果,我们有 x = f * λ / a。将已知的数值代入,可以求得透镜的焦距 f。
单缝衍射的暗纹位置由公式给出:a sin θ = m λ,其中 a 是缝宽,θ 是衍射角,m 是级数,λ 是波长。对于小角度,sin θ ≈ tan θ = y / f,其中 y 是暗纹到中心的距离,f 是透镜的焦距。
步骤 2:计算第二级与第三级暗纹之间的距离
根据步骤 1 的公式,第二级暗纹的位置为 y2 = f * (2 λ / a),第三级暗纹的位置为 y3 = f * (3 λ / a)。因此,第二级与第三级暗纹之间的距离 x = y3 - y2 = f * (3 λ / a) - f * (2 λ / a) = f * λ / a。
步骤 3:求解透镜的焦距
根据步骤 2 的结果,我们有 x = f * λ / a。将已知的数值代入,可以求得透镜的焦距 f。