Question

（1）用氦氖激光器進行雙縫干涉實驗，已知所用雙縫間的距離為d=0.1mm，雙縫到屏的距離為L=6.0m，測得屏上干涉條紋中相鄰明條紋的間距是3.8cm，氦氖激光器發(fā)出的紅光的波長是

6.33×10^-7

m；假如把整個干涉裝置放入折射率為

4

3

的水中，這時屏上的明條紋間距是

2.85

 cm．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（2）如圖所示，是一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖象，已知該波沿x軸正方向傳播，波速為5m/s，求：
①該波的波長和周期；
②P質(zhì)點從該時刻起第一次到達正的最大位移處所用的時間；
③畫出波從此時刻起再傳播1.5個波長時的波形圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)雙縫干涉的條紋間距公式求出紅光的波長．光從空氣進入水，頻率不變，根據(jù)波速、頻率、波長的關系得出波長的變化，從而求出條紋的間距變化．
（2）相鄰兩個波峰（或波谷）間的距離等于波長，根據(jù)波長和波速求出波的周期．
P質(zhì)點從該時刻起第一次到達正的最大位移處所用的時間等于左邊相鄰的波峰傳播到4.5m處所需的時間，根據(jù)波形傳播的距離和波速求出傳播所需的時間．
波從此時刻起再傳播1.5個波長時的波形圖，根據(jù)傳播的周期性，知與傳播半個周期后的波形圖相同．

解答：解：（1）在雙縫干涉中，相鄰的亮條紋的間距△x=

L

d

λ
所以紅光的波長是λ=

△x?d

L

≈6.33×10-7m
紅光從空氣進入水中，頻率不變，f=

c

λ

=

v

λ′

在水中光速v=

c

n

故紅光在水中的波長λ′=

λ

n

所以在水中，相鄰明條紋的間距△x′=

△x

n

=2.85cm．
故答案為：6.33×10^-7，2.85．
（2）①由題圖知，該波波長為λ=4m，周期T=

λ

v

=0.8s．
②P點第一次到達最高點的時間t=

4.5-1

5

=

3.5

5

s=0.7s．
③波傳播1.5個波長與經(jīng)過二分之一個周期后的波形圖相同，如圖中虛線所示．
答：①波長和周期分別為4m，0.8s．
②P質(zhì)點從該時刻起第一次到達正的最大位移處所用的時間為0.7s．
③波形圖如圖所示．

點評：解決本題的關鍵知道光從空氣進入水中頻率不變，掌握雙縫干涉條紋的間距公式．以及知道波長、波速、頻率的關系．