题目
夫琅禾费单缝衍射实验中,欲使中央亮纹宽度增大时,可采用的方法是:A. 换用长焦距的透镜;B. 换用波长较短的入射光;C. 增大单缝宽度;D. 将实验装置侵入水中。
夫琅禾费单缝衍射实验中,欲使中央亮纹宽度增大时,可采用的方法是:
A. 换用长焦距的透镜;
B. 换用波长较短的入射光;
C. 增大单缝宽度;
D. 将实验装置侵入水中。
题目解答
答案
A. 换用长焦距的透镜;
解析
考查要点:本题考查单缝衍射实验中中央亮纹宽度的影响因素,需掌握衍射条纹宽度公式及其物理意义。
核心思路:中央亮纹宽度公式为 $\Delta y = \frac{\lambda f}{a}$,其中 $\lambda$ 是入射光波长,$f$ 是透镜焦距,$a$ 是单缝宽度。增大$\Delta y$需增加$\lambda$或$f$,或减小$a$。
破题关键:
- 公式推导:明确公式中各物理量的正反比例关系。
- 选项分析:逐一判断选项是否符合公式中使$\Delta y$增大的条件。
根据单缝衍射中央亮纹宽度公式 $\Delta y = \frac{\lambda f}{a}$:
-
选项A:换用长焦距透镜(增大$f$)
- $f$与$\Delta y$成正比,增大$f$可直接使$\Delta y$增大,正确。
-
选项B:换用波长较短的入射光(减小$\lambda$)
- $\lambda$与$\Delta y$成正比,减小$\lambda$会使$\Delta y$减小,错误。
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选项C:增大单缝宽度(增大$a$)
- $a$与$\Delta y$成反比,增大$a$会使$\Delta y$减小,错误。
-
选项D:将装置侵入水中
- 光在水中波长变短($\lambda_{\text{水}} = \lambda_{\text{真空}} / n$,$n>1$),导致$\Delta y$减小,错误。