题目
3-T23波长为λ=600nm的单色光正射于每毫米500条刻痕的光栅第二级明条纹的衍射角为
3-T23波长为λ=600nm的单色光正射于每毫米500条刻痕的光栅
第二级明条纹的衍射角为
题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查光栅衍射的基本原理,特别是光栅方程的应用,以及单位换算的能力。
解题核心思路:
- 确定光栅常数:根据题目中给出的刻痕密度(每毫米500条刻痕),计算相邻刻痕之间的距离(光栅常数$d$)。
- 应用光栅方程:利用公式$d \sin \theta = k\lambda$,代入已知条件求解衍射角$\theta$。
- 单位换算:注意将波长$\lambda$和光栅常数$d$的单位统一为米(m),避免计算错误。
破题关键点:
- 正确计算光栅常数:每毫米500条刻痕对应$d = \frac{1}{500} \, \text{毫米}$,需转换为米。
- 代入公式时注意单位一致性:确保$\lambda$和$d$的单位均为米,避免因单位错误导致结果偏差。
步骤1:计算光栅常数$d$
题目中光栅刻痕密度为每毫米500条,即每毫米有500个刻痕。相邻刻痕之间的距离(光栅常数)为:
$d = \frac{1 \, \text{毫米}}{500} = \frac{1 \times 10^{-3} \, \text{米}}{500} = 2 \times 10^{-6} \, \text{米}.$
步骤2:应用光栅方程
光栅方程为:
$d \sin \theta = k \lambda,$
其中$k$为衍射级数(第二级对应$k=2$),$\lambda = 600 \, \text{nm} = 600 \times 10^{-9} \, \text{米}$。代入已知值:
$\sin \theta = \frac{k \lambda}{d} = \frac{2 \times 600 \times 10^{-9}}{2 \times 10^{-6}} = 0.6.$
步骤3:求解衍射角$\theta$
通过反正弦函数计算角度:
$\theta = \arcsin(0.6) \approx 36^\circ 52' 11.6''.$