a大学物理练习题十五解析.pptx
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1、1 1 1 1一束波长为一束波长为一束波长为一束波长为 的平行单色光垂直入射到一单缝的平行单色光垂直入射到一单缝的平行单色光垂直入射到一单缝的平行单色光垂直入射到一单缝ABABABAB上,装置上,装置上,装置上,装置如图,在屏幕如图,在屏幕如图,在屏幕如图,在屏幕D DD D上形成衍射图样,如果上形成衍射图样,如果上形成衍射图样,如果上形成衍射图样,如果 P P P P是中央亮纹一侧第是中央亮纹一侧第是中央亮纹一侧第是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置,则一个暗纹所在的位置,则一个暗纹所在的位置,则一个暗纹所在的位置,则 的长度为的长度为的长度为的长度为 (A)(B)/2 (A)(B)/2 (A
2、)(B)/2 (A)(B)/2 (C)3 /2 (D)2 (C)3 /2 (D)2 (C)3 /2 (D)2 (C)3 /2 (D)2 因为因为P点对应点对应第第1级暗纹级暗纹中心位置,中心位置,所以最大光程差满足暗纹公式所以最大光程差满足暗纹公式 :(k=1)2 2 2 2单缝夫琅和费衍射实验中,波长为单缝夫琅和费衍射实验中,波长为单缝夫琅和费衍射实验中,波长为单缝夫琅和费衍射实验中,波长为 的单色光垂直入射在的单色光垂直入射在的单色光垂直入射在的单色光垂直入射在宽度为宽度为宽度为宽度为a=4 a=4 a=4 a=4 的单缝上,对应于衍射角为的单缝上,对应于衍射角为的单缝上,对应于衍射角为的
3、单缝上,对应于衍射角为303030300 0 0 0的方向,单缝处波的方向,单缝处波的方向,单缝处波的方向,单缝处波阵面可分成的半波带数目为阵面可分成的半波带数目为阵面可分成的半波带数目为阵面可分成的半波带数目为 衍射角衍射角(A)2个个 (B)4个个(C)6个个 (D)8个个 缝缝缝缝宽宽宽宽a=4 a=4 a=4 a=4 ,衍射角为,衍射角为,衍射角为,衍射角为303030300 0 0 0衍射角衍射角已知:已知:已知:已知:最大光程差最大光程差最大光程差最大光程差因此,单缝处波阵面可分成因此,单缝处波阵面可分成因此,单缝处波阵面可分成因此,单缝处波阵面可分成4 4 4 4个个个个半波带半
4、波带半波带半波带3 3 3 3根据惠更斯根据惠更斯根据惠更斯根据惠更斯菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为菲涅耳原理,若已知光在某时刻的波阵面为S S S S,则,则,则,则S S S S的前方某点的前方某点的前方某点的前方某点P P P P的光强度决定于波阵面的光强度决定于波阵面的光强度决定于波阵面的光强度决定于波阵面S S S S上所有面积元发上所有面积元发上所有面积元发上所有面积元发出的子波各自传到出的子波各自传到出的子波各自传到出的子波各自传到P P P P点的点的点的点的 (A A)振动振幅之和。振动振幅之
5、和。振动振幅之和。振动振幅之和。(B B B B)光强之和。)光强之和。)光强之和。)光强之和。(C C)振动振幅之和的平方。振动振幅之和的平方。振动振幅之和的平方。振动振幅之和的平方。(DDDD)振动的相干叠加。)振动的相干叠加。)振动的相干叠加。)振动的相干叠加。惠更斯惠更斯菲涅耳原理的菲涅耳原理的核心核心是波阵面上各面元发出的是波阵面上各面元发出的子波子波在在P点振动的点振动的相干叠加相干叠加。4 4 4 4在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角在如图所示的单缝夫琅
6、和费衍射装置中,设中央明纹的衍射角范围很小。若使单缝宽度范围很小。若使单缝宽度范围很小。若使单缝宽度范围很小。若使单缝宽度a a a a变为原来的变为原来的变为原来的变为原来的3/23/23/23/2,同时使入射的单色光,同时使入射的单色光,同时使入射的单色光,同时使入射的单色光的波长的波长的波长的波长 变为原来的变为原来的变为原来的变为原来的3/43/43/43/4,则屏幕,则屏幕,则屏幕,则屏幕C C C C上单缝衍射条纹中央明纹的宽上单缝衍射条纹中央明纹的宽上单缝衍射条纹中央明纹的宽上单缝衍射条纹中央明纹的宽度度度度 将变为原来的将变为原来的将变为原来的将变为原来的 (A)3/4 (A)
7、3/4 (A)3/4 (A)3/4倍。倍。倍。倍。(B)2/3(B)2/3(B)2/3(B)2/3倍。倍。倍。倍。(C)9/8(C)9/8(C)9/8(C)9/8倍。倍。倍。倍。(D)1/2(D)1/2(D)1/2(D)1/2倍。倍。倍。倍。(E E E E)2 2 2 2倍。倍。倍。倍。根据中央明纹宽度与波长及缝宽的公式根据中央明纹宽度与波长及缝宽的公式根据中央明纹宽度与波长及缝宽的公式根据中央明纹宽度与波长及缝宽的公式变化前变化前变化前变化前中央明纹宽度中央明纹宽度中央明纹宽度中央明纹宽度 变化后变化后变化后变化后中央明纹宽度中央明纹宽度中央明纹宽度中央明纹宽度 为中央明纹宽度为中央明纹宽
8、度为中央明纹宽度为中央明纹宽度所以所以所以所以 而第一级暗纹中心的位置而第一级暗纹中心的位置而第一级暗纹中心的位置而第一级暗纹中心的位置【推导推导推导推导】中央明纹宽度是上下中央明纹宽度是上下中央明纹宽度是上下中央明纹宽度是上下第一级暗纹第一级暗纹第一级暗纹第一级暗纹中心之间的距离,如图中心之间的距离,如图中心之间的距离,如图中心之间的距离,如图5 5 5 5在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,将单缝宽度在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,将单缝宽度在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,将单缝宽度在如图所示的单缝夫琅和费衍射装置中,将单缝宽度a a稍稍变稍稍变稍稍变稍稍变宽,宽,宽,宽,同时使单
9、缝沿同时使单缝沿同时使单缝沿同时使单缝沿y y轴正方向作微小位移,轴正方向作微小位移,轴正方向作微小位移,轴正方向作微小位移,则屏幕则屏幕则屏幕则屏幕C C上的中央上的中央上的中央上的中央衍射条纹将衍射条纹将衍射条纹将衍射条纹将 (A)(A)变窄,同时向上移;变窄,同时向上移;变窄,同时向上移;变窄,同时向上移;(B)(B)变窄,同时向下移;变窄,同时向下移;变窄,同时向下移;变窄,同时向下移;(C)(C)变窄,不移动;变窄,不移动;变窄,不移动;变窄,不移动;(D)(D)变宽,同时向上移;变宽,同时向上移;变宽,同时向上移;变宽,同时向上移;(E)(E)变宽,不移动变宽,不移动变宽,不移动变
10、宽,不移动.单缝上移,零级明纹仍在透镜光轴上单缝上移,零级明纹仍在透镜光轴上.由中央明纹宽度公式由中央明纹宽度公式由中央明纹宽度公式由中央明纹宽度公式可知,可知,可知,可知,a a a a增大时中央条纹增大时中央条纹增大时中央条纹增大时中央条纹变窄变窄变窄变窄;中央亮纹对应中央亮纹对应中央亮纹对应中央亮纹对应衍射角为零衍射角为零衍射角为零衍射角为零的平行光,而它们均会聚于光轴与的平行光,而它们均会聚于光轴与的平行光,而它们均会聚于光轴与的平行光,而它们均会聚于光轴与屏的交点处。故单缝上移时屏的交点处。故单缝上移时屏的交点处。故单缝上移时屏的交点处。故单缝上移时中央条纹不移动。中央条纹不移动。中
11、央条纹不移动。中央条纹不移动。6 6 6 6某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为某元素的特征光谱中含有波长分别为 1 1 1 1=450nm=450nm=450nm=450nm 和和和和 2 2 2 2 =750nm=750nm=750nm=750nm(1nm=101nm=101nm=101nm=10-9-9-9-9mmmm)的光谱线。在光栅光谱中,这)的光谱线。在光栅光谱中,这)的光谱线。在光栅光谱中,这)的光谱线。在光栅光谱中,这 两种波长的谱线有重叠现象,重叠处两种波长的谱线有重叠现象,重叠处两种波长的谱线有重叠现象,重叠处两种
12、波长的谱线有重叠现象,重叠处 2 2 2 2 的谱线的级数将的谱线的级数将的谱线的级数将的谱线的级数将是是是是 (A)2,3,4,5 (A)2,3,4,5 (A)2,3,4,5 (A)2,3,4,5 (B)2,5,8,11.(B)2,5,8,11.(B)2,5,8,11.(B)2,5,8,11.(C)2,4,6,8 (C)2,4,6,8 (C)2,4,6,8 (C)2,4,6,8 (D)3,6,9,12.(D)3,6,9,12.(D)3,6,9,12.(D)3,6,9,12.谱线有重叠谱线有重叠说明两种波长的谱线在重叠处对应说明两种波长的谱线在重叠处对应相同的衍射角相同的衍射角因为因为因为因为
13、与与与与均为整数,所以均为整数,所以均为整数,所以均为整数,所以必须是必须是必须是必须是3 3 3 3的倍数。的倍数。的倍数。的倍数。7 7 7 7设星光的有效波长为设星光的有效波长为设星光的有效波长为设星光的有效波长为5500 5500 5500 5500 ,用一台物镜直径为,用一台物镜直径为,用一台物镜直径为,用一台物镜直径为1.20m1.20m1.20m1.20m的望远镜观察双星时,能分辨的双星的最小角间隔的望远镜观察双星时,能分辨的双星的最小角间隔的望远镜观察双星时,能分辨的双星的最小角间隔的望远镜观察双星时,能分辨的双星的最小角间隔 是是是是 (A)(B)(A)(B)(A)(B)(A
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- 大学物理 练习题 十五 解析
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