题目
在双缝干涉实验中,两缝间距为d=0.3 mm,用波长的单色光垂直照射双缝,双缝与屏的距离d' =1.2 m,现测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹之间的距离22.78mm,则相邻暗纹间距为()A.0.53 mm B.1.53 mmC.2.53 mmD.3.53 mm
在双缝干涉实验中,两缝间距为d=0.3 mm,用波长
的单色光垂直照射双缝,双缝与屏的距离d' =1.2 m,现测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹之间的距离22.78mm,则相邻暗纹间距为()
A.0.53 mm
B.1.53 mm
C.2.53 mm
D.3.53 mm
题目解答
答案
答案:C
解析:
1. 首先明确双缝干涉中相邻暗纹间距公式:
- 在双缝干涉实验中,相邻暗纹间距
。
2. 然后计算相邻暗纹间距:
- 已知两缝间距
,双缝与屏的距离d' = 1.2m。
- 中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹之间的距离为
,那么这之间的间隔是9个相邻暗纹间距(10个暗纹间隔),所以相邻暗纹间距
综上,答案是 C。
解析
考查要点:本题主要考查双缝干涉实验中暗纹间距的计算,需要理解相邻暗纹间距的公式及其应用。
解题核心思路:
- 明确相邻暗纹间距公式:$\Delta x = \frac{\lambda d'}{d}$,其中$d'$为双缝到屏的距离,$d$为两缝间距。
- 确定总距离对应的间隔数:题目中给出的总距离是两侧第5条暗纹之间的距离,需判断其包含多少个相邻暗纹间距。
- 通过总距离反推单个间距:总距离除以间隔数即可得到相邻暗纹间距。
破题关键点:
- 暗纹级数的确定:中央明纹两侧的暗纹级数对称分布,两侧第5条暗纹对应级数$m = \pm 5$。
- 间隔数的计算:从$m = -5$到$m = 5$,共包含9个相邻暗纹间距(10个暗纹,间隔数为9)。
步骤1:确定总距离对应的间隔数
两侧第5条暗纹的级数分别为$m = -5$和$m = 5$,两者之间的暗纹级数变化为$5 - (-5) = 10$,但相邻暗纹间距数为级数差减1,即$10 - 1 = 9$个间隔。
步骤2:计算相邻暗纹间距
总距离为$22.78 \, \text{mm}$,对应9个间隔,因此:
$\Delta x = \frac{22.78 \, \text{mm}}{9} \approx 2.53 \, \text{mm}$