题目
3. 用波长为 500(nm) 的单色光,垂直照射到一平面光栅上,测量第二级明纹的衍射角正弦 sin theta = 0.2。求:(1) 光屏上出现条纹的最大级数。(2) 当刻痕部分的宽度是透光部分的两倍时,光屏上共能出现明条纹的条数。
3. 用波长为 $500\text{nm}$ 的单色光,垂直照射到一平面光栅上,测量第二级明纹的衍射角正弦 $\sin \theta = 0.2$。求: (1) 光屏上出现条纹的最大级数。 (2) 当刻痕部分的宽度是透光部分的两倍时,光屏上共能出现明条纹的条数。
题目解答
答案
1. 根据光栅方程 $d \sin \theta = m \lambda$,由 $d \times 0.2 = 2 \times 500 \, \text{nm}$,得 $d = 5000 \, \text{nm}$。最大级数为:
\[
m_{\text{max}} = \frac{d}{\lambda} = \frac{5000}{500} = 10
\]
故最大级数为 $m = \pm 10$。
2. 当 $d = 3a$ 时,$m = 3k$($k$ 为整数)的级数缺失。在 $m = 0$ 到 $m = \pm 10$ 范围内,缺失的级数为 $m = \pm 3, \pm 6, \pm 9$。剩余条纹为:
\[
m = 0, \pm 1, \pm 2, \pm 4, \pm 5, \pm 7, \pm 8, \pm 10
\]
共 15 条明条纹。
答案:
(1) 最大级数为 $m = \pm 10$。
(2) 光屏上共能出现 15 条明条纹。