题目
[题目]在双缝干涉实验中,两缝间距为0.30mm,-|||-用单色光垂直照射双缝,在离缝1.20m的屏上测得中-|||-央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹间的距离-|||-为22.78mm,问所用光的波长为多少,是什么颜色的-|||-光?

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查双缝干涉实验中条纹间距的计算及光波波长的求解,同时涉及可见光颜色的判断。
解题核心思路:
- 确定条纹间距:题目中两侧第5条暗纹间的总距离对应10个相邻条纹间距,由此求出单个条纹间距$\Delta x$。
- 应用公式计算波长:利用双缝干涉条纹间距公式$\Delta x = \frac{\lambda L}{d}$,变形后求出波长$\lambda$。
- 判断光的颜色:根据常见可见光波长范围,确定对应颜色。
破题关键点:
- 条纹间距的计算:明确两侧第5条暗纹间的总距离包含10个相邻条纹间距。
- 单位统一:注意将物理量单位统一为国际单位制(如毫米转换为米)。
步骤1:计算相邻条纹间距
题目中两侧第5条暗纹间的总距离为$22.78\ \text{mm}$,对应10个相邻条纹间距,因此:
$\Delta x = \frac{22.78 \times 10^{-3}\ \text{m}}{10} = 0.002278\ \text{m}$
步骤2:代入公式求波长
双缝干涉条纹间距公式为:
$\Delta x = \frac{\lambda L}{d}$
变形得波长:
$\lambda = \frac{\Delta x \cdot d}{L}$
代入已知数据:
- $\Delta x = 0.002278\ \text{m}$
- $d = 0.30\ \text{mm} = 0.30 \times 10^{-3}\ \text{m}$
- $L = 1.20\ \text{m}$
计算得:
$\lambda = \frac{0.002278 \times 0.30 \times 10^{-3}}{1.20} = 569.5 \times 10^{-9}\ \text{m}$
步骤3:判断光的颜色
波长$569.5\ \text{nm}$(纳米)属于可见光中的绿光范围(约$495\sim570\ \text{nm}$)。