题目
单缝宽度为0.4mm,以波长为600nm的单色光垂直照射,设透镜的焦距为1.0米,则夫朗和费衍射后中央明纹的宽度是_______mmA. 1.5B. 3C. 2.25D. 4.5
单缝宽度为0.4mm,以波长为600nm的单色光垂直照射,设透镜的焦距为1.0米,则夫朗和费衍射后中央明纹的宽度是_______mm
A. 1.5
B. 3
C. 2.25
D. 4.5
题目解答
答案
B. 3
解析
考查要点:本题主要考查单缝衍射中中央明纹宽度的计算,需要掌握夫朗和费衍射的基本公式及其应用。
解题核心思路:中央明纹的宽度由公式 $\Delta y = \frac{2\lambda f}{a}$ 决定,其中 $\lambda$ 是波长,$f$ 是透镜焦距,$a$ 是单缝宽度。关键点在于正确代入单位统一后的物理量进行计算。
破题关键:
- 公式选择:明确中央明纹宽度的公式。
- 单位统一:将波长、单缝宽度转换为相同单位(米)。
- 代入计算:注意数值计算的准确性。
公式推导:
单缝衍射中,中央明纹的宽度公式为:
$\Delta y = \frac{2\lambda f}{a}$
其中:
- $\lambda = 600 \, \text{nm} = 600 \times 10^{-9} \, \text{m}$(波长)
- $f = 1.0 \, \text{m}$(焦距)
- $a = 0.4 \, \text{mm} = 0.4 \times 10^{-3} \, \text{m}$(单缝宽度)
代入计算:
$\Delta y = \frac{2 \times 600 \times 10^{-9} \times 1.0}{0.4 \times 10^{-3}} = \frac{1.2 \times 10^{-6}}{0.0004} = 3 \, \text{mm}$
结论:中央明纹的宽度为 $3 \, \text{mm}$,对应选项 B。