题目
7.一束含有λ1和λ2的平行光垂直照射到一光栅上,测得 (lambda )_(1)=560nm λ1的第3级与-|||-λ2的第4级主极大的衍射角均为30°.求:-|||-(1)光栅常数d;(2)波长λ2.

题目解答
答案

解析
本题考查光栅衍射方程的应用,核心思路是利用同一衍射角下不同波长的主极大级数关系,建立方程联立求解。关键点在于:
- 光栅方程:$d \sin\theta = k\lambda$,其中$d$为光栅常数,$\theta$为衍射角,$k$为级数,$\lambda$为波长。
- 联立条件:两种波长的主极大在相同衍射角下出现,说明它们的光栅方程左边相等,从而建立波长与级数的比例关系。
第(1)题:求光栅常数$d$
根据光栅方程列式
对于$\lambda_1$的第3级主极大:
$d \sin 30^\circ = 3\lambda_1$
代入已知数据
$\sin 30^\circ = 0.5$,$\lambda_1 = 560 \, \text{nm}$,代入得:
$d \times 0.5 = 3 \times 560 \, \text{nm}$
解方程求$d$
$d = \frac{3 \times 560}{0.5} \, \text{nm} = 3360 \, \text{nm} = 3.36 \, \mu\text{m}$
第(2)题:求波长$\lambda_2$
利用联立关系
$\lambda_1$的第3级与$\lambda_2$的第4级主极大衍射角相同,故:
$3\lambda_1 = 4\lambda_2$
解方程求$\lambda_2$
$\lambda_2 = \frac{3}{4} \lambda_1 = \frac{3}{4} \times 560 \, \text{nm} = 420 \, \text{nm}$