题目
一单色平行光束垂直照射在宽为1.0mm的单缝上,在缝后放一焦距为2.0m的会聚透镜.已知位于透镜焦面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.5mm,求入射光的波长.
一单色平行光束垂直照射在宽为1.0mm的单缝上,在缝后放一焦距为2.0m的会聚透镜.已知位于透镜焦面处的屏幕上的中央明条纹宽度为2.5mm,求入射光的波长.
题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查单缝衍射中中央明条纹宽度公式的应用,以及单位换算的能力。
解题核心思路:
单缝衍射的中央明条纹宽度公式为 $\Delta x_0 = \dfrac{2f\lambda}{a}$,其中 $\lambda$ 是入射光的波长。题目中已知 $\Delta x_0$、$f$ 和 $a$,只需代入公式变形求解 $\lambda$。
破题关键点:
- 正确写出中央明条纹宽度公式,注意公式中各物理量的含义。
- 统一单位:将所有物理量转换为国际单位制(米)。
- 代入数值计算,注意运算过程中的指数运算。
已知条件:
- 单缝宽度 $a = 1.0 \, \text{mm} = 1.0 \times 10^{-3} \, \text{m}$
- 焦距 $f = 2.0 \, \text{m}$
- 中央明条纹宽度 $\Delta x_0 = 2.5 \, \text{mm} = 2.5 \times 10^{-3} \, \text{m}$
公式变形:
由 $\Delta x_0 = \dfrac{2f\lambda}{a}$,变形得:
$\lambda = \dfrac{\Delta x_0 \cdot a}{2f}$
代入计算:
$\lambda = \dfrac{(2.5 \times 10^{-3}) \cdot (1.0 \times 10^{-3})}{2 \cdot 2.0} = \dfrac{2.5 \times 10^{-6}}{4.0} = 6.25 \times 10^{-7} \, \text{m} = 625 \, \text{nm}$