重读高中物理(Ⅵ):杨氏干涉条件

2021-05-14  本文已影响0人  六十从心

大学物理中杨氏干涉条件的写法有点问题,查了查高中物理,发现同样存在这个问题。

例题1 在空气中进行杨氏双缝干涉实验,已知屏幕距双缝的距离1.2m ,双缝间距0.3mm ,入射光波长为500nm ,若已知图中P 点是第5 级暗纹的中心,则P 、O 间的距离为_______ 。

例题1图

明纹条件,δ=kλ, k是k=0开始的整数,没问题。

k=0 零级明纹

k=1 一级明纹

k=2 二级明纹

暗纹条件,δ=(2k+1)λ/2, 奇数写成2k+1, k是k=0开始的整数。

高中物理、曹学成等主编《大学物理》第三版、马文蔚等主编《物理学教程》、程守洙等《普通物理学》第五版等,都是这样的写法。

问题是,杨氏干涉没有零级暗纹。

杨氏干涉图

k=0 一级暗纹

k=1  二级暗纹

k=2  三级暗纹

k的值与级数不对应。

解答 x=(D/d)(2k+1)λ/2,k=4 ,答案 9 mm。

如果将暗纹条件写成δ=(2k-1)λ/2, 即将奇数写成2k-1, k是k=1开始的整数,就没有上述问题。

比如,祝之光《物理学》第三版就是这样做的。这时

k=1 一级暗纹

k=2  二级暗纹

k=3  三级暗纹

显然后者更加合理和方便。

解答:x=(D/d)(2k-1)λ/2  ,本题k=5, 答案 9 mm。

细节见功夫。能够发现这些细节上的差异才算是真正学懂了物理。

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