题目
用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为l1=440 nm的第3级光谱线将与波长为l2=____nm的第2级光谱线重叠。(1 nm =10 –9 m)
用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时,波长为l1=440 nm的第3级光谱线将与波长为l2=____nm的第2级光谱线重叠。(1 nm =10 –9 m)
题目解答
答案
660
解析
考查要点:本题主要考查光栅光谱线重叠的条件,即不同波长的光在相同衍射角下满足光栅方程。
解题核心思路:当两种不同波长的光在光栅上产生不同级数的光谱线时,若它们的衍射角θ相同,则光栅方程中的级数与波长乘积相等,即 $m_1 \lambda_1 = m_2 \lambda_2$。通过建立此等式即可求解未知波长。
破题关键点:明确光栅方程 $d \sin\theta = m \lambda$,并理解光谱线重叠的本质是两光的衍射角相同,导致 $m_1 \lambda_1 = m_2 \lambda_2$。
根据光栅方程 $d \sin\theta = m \lambda$,当两种波长的光谱线重叠时,它们的衍射角θ相同,因此有:
$m_1 \lambda_1 = m_2 \lambda_2$
已知 $\lambda_1 = 440 \, \text{nm}$,$m_1 = 3$,$m_2 = 2$,代入公式得:
$3 \times 440 = 2 \times \lambda_2$
解得:
$\lambda_2 = \frac{3 \times 440}{2} = 660 \, \text{nm}$