结构推理
利用单缝衍射的原理可以测量位移以及与位移联系的物理量,如热膨胀、形变等。把需要侧量位移的对象和一标准直边相连同另一固定的标准直边形成一单缝,这个单缝宽度变化能反映位移的大小。如果中央明纹两侧的正、负第k级暗(亮)纹之间距离的变化为,证明
式中f为透镜的焦距,为单缝宽度的变化。若取,,,观察正负第3级明条纹,其结果如何?
【正确答案】证 对第k级暗纹有
设中央明纹两侧的第k级暗纹之间的距离为,则衍射角所对应的屏幕上的宽度为,因此
由于很小,,所以
当缝宽变化da时,屏幕上两条第k级暗纹之间的距离变化为
对第k级亮纹有
根据类似于对暗纹的讨论,可得缝宽变化da时,屏幕上两条第k级亮纹之间的距离变化为
若取题中所设数据,则正、负第三级明纹之间的距离变化与缝宽变化的关系是
【答案解析】