题目
用白光垂直入射到杨氏双缝干涉实验装置上,则干涉图样为[]A. 零级亮条纹是白色的,附近为内红外紫的彩色条纹B. 各级亮条纹都是彩色的C. 零级亮条纹是白色的,附近为内紫外红的彩色条纹D. 各级亮条纹都是白色的
用白光垂直入射到杨氏双缝干涉实验装置上,则干涉图样为[]
A. 零级亮条纹是白色的,附近为内红外紫的彩色条纹
B. 各级亮条纹都是彩色的
C. 零级亮条纹是白色的,附近为内紫外红的彩色条纹
D. 各级亮条纹都是白色的
题目解答
答案
C. 零级亮条纹是白色的,附近为内紫外红的彩色条纹
解析
本题考查白光杨氏双缝干涉的图样特征,需结合光的干涉条件及白光的光谱特性分析:
关键分析
- 白光的光谱组成:白光包含从紫光(波长约400nm)到红光(波长约760nm)的连续光谱,不同波长的光折射率和干涉条纹间距不同。
- 零级亮条纹:对任意波长的光,零级亮条纹的光程差均为0(双缝到零级位置等光程),因此所有波长的光在零级位置叠加加强,形成白色亮纹。
- 高级次条纹的色散:根据双缝干涉明纹条件 $d\sin\theta = k\lambda$($d$为双缝间距,$\theta$为衍射角,$k$为级次,$\lambda$为波长),级次 $k$越高,$\sin\theta$越大,即条纹偏离中心越远。由于紫光波长最短,相同 $k$下对应的 $\theta$最小(条纹更靠近中心);红光波长最长,对应的 $\theta$最大(条纹更远离中心)。因此,高级次条纹中,紫光在内侧(靠近中心),红光在外侧(远离中心),形成“内紫外红”的彩色分布。
选项判断
- A错误:附近应为“内紫外红”,而非“内红外紫”。
- B错误:仅零级是白色,高级次因色散为彩色。
- C正确:零级白色,附近内紫外红。
- D错误:高级次因波长不同光程差不同,无法同时加强,不是白色。