《第7章 光的衍射》
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习题7.1 已知单缝宽度0.6b mm =,使用的凸透镜焦距400f mm '=,在透镜的焦平面上用一块观察屏观察衍射图样.用一束单色平行光垂直照射单缝,测得屏上第4级明纹到中央明纹中心的距离为1.4mm .求:⑴该入射光的波长;⑵对应此明纹的半波带数?解:(1) 单缝衍射的明纹: ()s i n 212b k λθ=+单缝衍射图样的第4级明纹对应的衍射角为: ()()449sin 21241222k bbbλλλθθ≈=+=⨯+=单缝衍射图样的第4级明纹中心的位置为 4449tan 2y f f f bλθθ'''=≈=⨯ ⇒ 429by f λ='20.6 1.49400⨯⨯=⨯84.6710mm -=⨯467nm = (2)对于第4级明纹对应衍射角方向,缝两边光线的光程差为 499sin 22b b b λλθ∆==⨯=对应的半波带数 92922N λλλ∆===7.2 在单缝实验中,已知照射光波长632.8nm λ=,缝宽0.10b mm =,透镜的焦距50f cm '=.求:⑴中央明纹的宽度;⑵两旁各级明纹的宽度;⑶中央明纹中心到第3级暗纹中心的距离?解:(1)所以中央亮纹角宽度为02/b θλ∆=,宽度则为 6002632.810'500 6.3280.1l f mm θ-⨯⨯=∆=⨯= (2)各级亮纹 6632.810'5003.1640.1k l f m m b λ-⨯==⨯= (3)中央明纹中心到第三暗纹中心的距离为 33'9.492y f m m bλ== 7.3 一束单色平行光垂直照射在一单缝上,若其第3级明条纹位置正好与2600nm λ=的单色平行光的第2级明条纹的位置重合.求前一种单色光的波长?解:单缝衍射明纹估算式:()sin 21(1,2,3,)b k k θ=±+=⋅⋅⋅根据题意,第二级和第三级明纹分别为22sin 2212b λθ=⨯+()33sin 2312b λθ=⨯+()且在同一位置处,则 23sin sin θθ= 解得: 325560042577nm λλ==⨯=7.4 用590nm λ=的钠黄光垂直入射到每毫米有500条刻痕的光栅上,问最多能看到第几级明条纹?解:根据光栅方程sin ,d k θλ=当90θ=︒时可以得到最多明条纹,所以60.002590103j j -=⨯⨯⇒=所以可见7条明条纹。