题目
以波长为600nm的单色光垂直入射到两平板玻璃所组成的空气劈尖上,可观测到24条完整的明条纹,如改用另一种单色光垂直入射,则可观察到29条完整的明条纹。求:后者的波长。
以波长为600nm的单色光垂直入射到两平板玻璃所组成的空气劈尖上,可观测到24条完整的明条纹,如改用另一种单色光垂直入射,则可观察到29条完整的明条纹。求:后者的波长。
题目解答
答案
根据题目提供的信息,我们可以利用干涉条纹的宽度公式来解答问题。
首先,根据题目提供的波长为600nm的单色光垂直入射到两平板玻璃所组成的空气劈尖上,可观测到24条完整的明条纹,可以得到第一次观察到的光程差为:,其中w为条纹宽度,d为波源间距,
为第一次观察到的波长。
其次,根据题目中的信息,可以得到另一种波长下观察到的完整明条纹数为29条,记第二次观察到的波长为。
然后,根据干涉条纹宽度的公式,构造等式:,经过简化可得到:
。
最后,代入已知的波长,计算得到:
。
综上所述,根据题目中的信息和干涉条纹的宽度公式,第二种波长下的波长为725nm。因此,答案是725nm。
解析
步骤 1:确定干涉条纹的公式
在空气劈尖干涉中,明条纹的条件是光程差为波长的整数倍。即:$d = m\lambda$,其中$d$是空气劈尖的厚度,$m$是干涉级次,$\lambda$是波长。
步骤 2:计算第一次观察到的光程差
根据题目,第一次观察到24条完整的明条纹,即$m_1 = 24$,波长$\lambda_1 = 600nm$。因此,第一次观察到的光程差为:$d = m_1\lambda_1 = 24 \times 600nm$。
步骤 3:计算第二次观察到的光程差
根据题目,第二次观察到29条完整的明条纹,即$m_2 = 29$。由于两次观察的光程差相同,即$d = m_2\lambda_2$,其中$\lambda_2$是第二次观察到的波长。因此,可以得到:$\lambda_2 = \frac{d}{m_2} = \frac{24 \times 600nm}{29}$。
步骤 4:计算第二次观察到的波长
代入已知的数值,计算得到:$\lambda_2 = \frac{24 \times 600nm}{29} = 725nm$。
在空气劈尖干涉中,明条纹的条件是光程差为波长的整数倍。即:$d = m\lambda$,其中$d$是空气劈尖的厚度,$m$是干涉级次,$\lambda$是波长。
步骤 2:计算第一次观察到的光程差
根据题目,第一次观察到24条完整的明条纹,即$m_1 = 24$,波长$\lambda_1 = 600nm$。因此,第一次观察到的光程差为:$d = m_1\lambda_1 = 24 \times 600nm$。
步骤 3:计算第二次观察到的光程差
根据题目,第二次观察到29条完整的明条纹,即$m_2 = 29$。由于两次观察的光程差相同,即$d = m_2\lambda_2$,其中$\lambda_2$是第二次观察到的波长。因此,可以得到:$\lambda_2 = \frac{d}{m_2} = \frac{24 \times 600nm}{29}$。
步骤 4:计算第二次观察到的波长
代入已知的数值,计算得到:$\lambda_2 = \frac{24 \times 600nm}{29} = 725nm$。