题目
11-10-2在双缝干涉实验中,两缝间距为d=0.3 mm,川波长A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,则波长lambda的值为()A. 332.8 nmB. 432.8 nmC. 532.8 nmD. 632.8 nm
11-10-2在双缝干涉实验中,两缝间距为d=0.3 mm,川波长A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,则波长\lambda的值为()
A. 332.8 nm
B. 432.8 nm
C. 532.8 nm
D. 632.8 nm
题目解答
答案
D. 632.8 nm
解析
本题考查双缝干涉实验中暗纹位置的计算。解题核心在于:
- 明确暗纹的形成条件:双缝干涉中,暗纹满足 $d \sin\theta = (m+\frac{1}{2})\lambda$($m=0,1,2,\dots$)。
- 确定暗纹级数:题目中“第5条暗纹”对应 $m=4$(因 $m$ 从0开始计数)。
- 建立几何关系:利用小角近似 $\sin\theta \approx \tan\theta = \frac{y}{L}$,推导暗纹间距公式。
暗纹位置公式
暗纹的纵坐标为:
$y = \frac{(m+\frac{1}{2})\lambda L}{d}$
其中 $m$ 为暗纹级数,$L$ 为双缝到屏的距离,$d$ 为两缝间距。
第5条暗纹的级数
中央明纹两侧的第5条暗纹对应 $m=4$($m=0$ 为第1条暗纹)。左右两侧暗纹的位置分别为:
$y_{\text{右}} = \frac{(4+\frac{1}{2})\lambda L}{d}, \quad y_{\text{左}} = -\frac{(4+\frac{1}{2})\lambda L}{d}$
暗纹间距计算
两暗纹间距为:
$\Delta y = y_{\text{右}} - y_{\text{左}} = 2 \cdot \frac{(4+\frac{1}{2})\lambda L}{d} = \frac{9\lambda L}{d}$
代入已知数据
已知 $\Delta y = 22.78\ \text{mm} = 0.02278\ \text{m}$,$d = 0.3\ \text{mm} = 0.3 \times 10^{-3}\ \text{m}$,$L = 1.2\ \text{m}$,解得:
$\lambda = \frac{\Delta y \cdot d}{9L} = \frac{0.02278 \cdot 0.3 \times 10^{-3}}{9 \cdot 1.2} = 632.8\ \text{nm}$