题目
衍射光栅主极大公式(a+b)sinφ=±kλ,k=0,1,2…….在k=2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差δ=_____
衍射光栅主极大公式(a+b)sinφ=±kλ,k=0,1,2…….在k=2的方向上第一条缝与第六条缝对应点发出的两条衍射光的光程差δ=_____
题目解答
答案
10λ.
解析
考查要点:本题主要考查光栅衍射中光程差的计算,需要结合主极大公式和相邻缝之间的路径差关系。
解题核心思路:
- 明确光程差的定义:光程差是两束光传播路径差对应的波长倍数。
- 利用主极大公式:已知主极大方向满足 $(a+b)\sin\phi = k\lambda$,其中 $d = a + b$ 是光栅常数。
- 计算缝间距对应的路径差:第1条缝与第6条缝相隔5个光栅常数,路径差为 $5d\sin\phi$,结合主极大公式代入即可。
破题关键点:
- 路径差与光程差的关系:路径差除以波长即为光程差。
- 缝数差的正确计算:第1条到第6条缝间隔5个光栅常数。
步骤1:确定缝间距对应的路径差
第1条缝与第6条缝相隔 $\Delta n = 6 - 1 = 5$ 个光栅常数,因此路径差为:
$\Delta x = \Delta n \cdot d \sin\phi = 5d\sin\phi$
步骤2:结合主极大公式简化路径差
根据主极大公式 $d\sin\phi = k\lambda$($k=2$),代入得:
$\Delta x = 5 \cdot k\lambda = 5 \cdot 2\lambda = 10\lambda$
步骤3:计算光程差
光程差 $\delta$ 是路径差与波长的比值:
$\delta = \frac{\Delta x}{\lambda} = \frac{10\lambda}{\lambda} = 10$
但题目要求直接写出光程差的绝对值(以波长为单位),因此 $\delta = 10\lambda$。