题目
以单色光照射到相距为0.2 mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1 m。从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7.5 mm,则单色光的波长为( )
以单色光照射到相距为0.2 mm的双缝上,双缝与屏幕的垂直距离为1 m。从第一级明纹到同侧的第四级明纹间的距离为7.5 mm,则单色光的波长为( )
题目解答
答案
500nm
解析
考查要点:本题主要考查双缝干涉实验中波长的计算,需要掌握双缝干涉明纹间距公式及其应用。
解题核心思路:
- 明确相邻明纹间距公式:相邻明纹间距 $\Delta y = \frac{\lambda D}{d}$,其中 $\lambda$ 为波长,$D$ 为双缝到屏幕的距离,$d$ 为双缝间距。
- 确定级数差对应的间隔数:从第1级到第4级明纹,间隔数为 $4-1=3$,总距离为 $3\Delta y$。
- 代入已知量求解波长:通过总距离反推 $\Delta y$,再结合公式求 $\lambda$。
破题关键点:
- 正确理解级数差与间隔数的关系,避免混淆级数差与间隔数。
- 单位换算需准确,尤其是将毫米转换为米,最终结果转换为纳米。
步骤1:确定相邻明纹间距
已知从第1级到第4级明纹的总距离为 $7.5 \, \text{mm}$,间隔数为 $4-1=3$,因此相邻明纹间距为:
$\Delta y = \frac{7.5 \, \text{mm}}{3} = 2.5 \, \text{mm} = 0.0025 \, \text{m}.$
步骤2:代入双缝干涉公式
根据相邻明纹间距公式 $\Delta y = \frac{\lambda D}{d}$,变形得:
$\lambda = \frac{\Delta y \cdot d}{D}.$
步骤3:代入已知数据计算
已知 $d = 0.2 \, \text{mm} = 0.0002 \, \text{m}$,$D = 1 \, \text{m}$,代入得:
$\lambda = \frac{0.0025 \cdot 0.0002}{1} = 0.0000005 \, \text{m} = 500 \, \text{nm}.$