题目
利用空气劈尖测头发丝直径,当以波长的单色光垂直入射到空气劈尖上时,可以观察到N条完整的明条纹。求:头发丝的直径。
利用空气劈尖测头发丝直径,当以波长的单色光垂直入射到空气劈尖上时,可以观察到N条完整的明条纹。求:头发丝的直径。
题目解答
答案
根据干涉的原理,当单色光垂直入射到空气劈尖上时,会发生干涉现象,形成明暗条纹。明条纹对应相位差为整数倍的波长,而暗条纹对应相位差为半整数倍的波长。
设头发丝的直径为D,单色光的波长为λ,N表示明条纹的序数。
对于明条纹,相位差为整数倍的波长,可以表示为:
2D = Nλ
解出头发丝的直径D:
D = Nλ / 2
这个公式允许你计算头发丝的直径D,只要你知道明条纹的序数N和使用的波长λ即可。请注意,这个公式基于干涉的条件,而且需要确保波长λ足够小,以便在劈尖上观察到干涉条纹。
解析
步骤 1:理解干涉现象
当单色光垂直入射到空气劈尖上时,会发生干涉现象,形成明暗条纹。明条纹对应相位差为整数倍的波长,而暗条纹对应相位差为半整数倍的波长。
步骤 2:确定明条纹的条件
对于明条纹,相位差为整数倍的波长,可以表示为:
2D = Nλ
其中,D是头发丝的直径,N是明条纹的序数,λ是单色光的波长。
步骤 3:计算头发丝的直径
解出头发丝的直径D:
D = Nλ / 2
这个公式允许你计算头发丝的直径D,只要你知道明条纹的序数N和使用的波长λ即可。请注意,这个公式基于干涉的条件,而且需要确保波长λ足够小,以便在劈尖上观察到干涉条纹。
当单色光垂直入射到空气劈尖上时,会发生干涉现象,形成明暗条纹。明条纹对应相位差为整数倍的波长,而暗条纹对应相位差为半整数倍的波长。
步骤 2:确定明条纹的条件
对于明条纹,相位差为整数倍的波长,可以表示为:
2D = Nλ
其中,D是头发丝的直径,N是明条纹的序数,λ是单色光的波长。
步骤 3:计算头发丝的直径
解出头发丝的直径D:
D = Nλ / 2
这个公式允许你计算头发丝的直径D,只要你知道明条纹的序数N和使用的波长λ即可。请注意,这个公式基于干涉的条件,而且需要确保波长λ足够小,以便在劈尖上观察到干涉条纹。