题目
在单缝夫琅禾费衍射实验中,设第一级暗纹的衍射角很小,若钠黄光(λ1=589nm)中央明条纹为4.0nm,则λ2=442nm(1nm=10−9m)的蓝紫色光的中央明纹宽度为 nm.
在单缝夫琅禾费衍射实验中,设第一级暗纹的衍射角很小,若钠黄光(λ1=589nm)中央明条纹为4.0nm,则λ2=442nm(1nm=10−9m)的蓝紫色光的中央明纹宽度为 nm.
题目解答
答案
3.0
解析
考查要点:本题主要考查单缝衍射中中央明纹宽度与入射光波长的关系,以及比例法的应用。
解题核心思路:
在单缝衍射实验中,中央明纹的宽度与入射光的波长成正比。当实验条件(如单缝宽度、屏幕距离)不变时,不同波长的光对应的中央明纹宽度可通过波长比例直接计算。
破题关键点:
- 明确单缝衍射中中央明纹宽度公式:$\Delta y = \frac{2\lambda L}{a}$($L$为屏缝距离,$a$为缝宽)。
- 宽度与波长成正比,即$\frac{\Delta y_2}{\Delta y_1} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}$。
- 代入已知数据直接求解。
已知条件:
- 钠黄光波长$\lambda_1 = 589 \, \text{nm}$,对应中央明纹宽度$\Delta y_1 = 4.0 \, \text{nm}$。
- 蓝紫色光波长$\lambda_2 = 442 \, \text{nm}$,求$\Delta y_2$。
解题步骤:
-
建立比例关系
根据公式$\Delta y = \frac{2\lambda L}{a}$,当$L$和$a$不变时,$\Delta y \propto \lambda$,即:
$\frac{\Delta y_2}{\Delta y_1} = \frac{\lambda_2}{\lambda_1}$ -
代入已知数据
将$\lambda_1 = 589 \, \text{nm}$,$\lambda_2 = 442 \, \text{nm}$,$\Delta y_1 = 4.0 \, \text{nm}$代入:
$\Delta y_2 = \Delta y_1 \cdot \frac{\lambda_2}{\lambda_1} = 4.0 \cdot \frac{442}{589}$ -
计算结果
计算得:
$\Delta y_2 \approx 4.0 \cdot 0.75 = 3.0 \, \text{nm}$