题目
[填空题]测量未知单缝宽度b的一种方法是:用已知波长的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离D处测出衍射花样的中央亮纹宽度l(实验上应保证 b,或D为几米),则由单缝衍射的原理可标出b与 ,D,l的关系,若测量波长,则可以计算出b= ________mm。(保留小数点后三位)
[填空题]测量未知单缝宽度b的一种方法是:用已知波长
的平行光垂直入射在单缝上,在距单缝的距离D处测出衍射花样的中央亮纹宽度l(实验上应保证
b,或D为几米),则由单缝衍射的原理可标出b与
,D,l的关系,若测量波长
,则可以计算出b= ________mm。(保留小数点后三位)
题目解答
答案
答案:0.336
由单缝衍射的原理,可得出b与
,D,l的关系为
,代入数据可得b=0.336mm。
解析
本题考查单缝衍射现象中中央亮纹宽度的计算。解题核心在于正确应用单缝衍射的公式,建立已知量与未知量之间的关系。关键点包括:
- 单缝衍射中央亮纹宽度公式:$l = \dfrac{2D\lambda}{b}$,需注意公式中各物理量的含义($D$为光屏到单缝的距离,$\lambda$为光波波长,$l$为中央亮纹宽度)。
- 单位换算:需将波长$\lambda$、距离$D$、宽度$l$统一为国际单位制(米),最终结果再转换为毫米。
公式推导
根据单缝衍射规律,中央亮纹宽度公式为:
$l = \dfrac{2D\lambda}{b}$
变形得单缝宽度$b$的表达式:
$b = \dfrac{2D\lambda}{l}$
代入数据
-
已知条件:
- 波长$\lambda = 560\ \text{nm} = 560 \times 10^{-9}\ \text{m}$,
- 距离$D = 1.5\ \text{m}$,
- 中央亮纹宽度$l = 0.5\ \text{cm} = 0.005\ \text{m}$。
-
计算过程:
$b = \dfrac{2 \times 1.5 \times 560 \times 10^{-9}}{0.005} = \dfrac{1680 \times 10^{-9}}{0.005} = 336 \times 10^{-6}\ \text{m} = 0.336\ \text{mm}$