在光栅衍射实验中,若入射光波长增加,而光栅常数保持不变,则屏幕上各级主极大的位置将如何变化请选择其中一个选项:A. 无法确定B. 保持不变C. 向中心靠拢D. 向外散开

考查要点：本题主要考查光栅衍射的基本规律，特别是光栅方程的应用，以及波长变化对衍射角的影响。

解题核心思路：
根据光栅方程 $d \sin\theta = m\lambda$，分析波长 $\lambda$ 增加时，衍射角 $\theta$ 的变化趋势。关键点在于理解当 $\lambda$ 增大时，同一级数 $m$ 对应的 $\sin\theta$ 必然增大，从而导致 $\theta$ 增大，主极大位置向外移动。

破题关键：

• 光栅方程是解题的基础公式。
• 变量关系：$\lambda$ 与 $\sin\theta$ 成正比，$\lambda$ 增大直接导致 $\sin\theta$ 增大。
• 物理意义：$\theta$ 增大意味着主极大位置离中心更远。

光栅衍射的主极大位置由光栅方程决定：
$d \sin\theta = m\lambda$
其中：

• $d$ 是光栅常数（固定不变），
• $m$ 是级数（取整数），
• $\lambda$ 是入射光波长，
• $\theta$ 是衍射角。

当 $\lambda$ 增加时：

1. 方程变形：$\sin\theta = \frac{m\lambda}{d}$。
2. 分析变量关系：若 $d$ 不变，$\lambda$ 增大，则 $\frac{m\lambda}{d}$ 的值增大。
3. 角度变化：$\sin\theta$ 增大意味着 $\theta$ 必然增大（因为 $\sin\theta$ 随 $\theta$ 增大而增大，且 $\theta$ 在 $-90^\circ$ 到 $90^\circ$ 范围内）。
4. 物理意义：$\theta$ 增大表示主极大位置离屏幕中心更远，即各级主极大向外散开。

选项分析：

• D（向外散开）：正确，符合 $\theta$ 增大的结论。
• C（向中心靠拢）：错误，对应 $\lambda$ 减小的情况。
• B（保持不变）：错误，需 $\lambda$ 和 $d$ 同比例变化。
• A（无法确定）：错误，公式明确给出变量关系。