hce_nsysu
113年
物理與化學
第 60 題
If the wavelength of light is increased in a single-slit diffraction experiment, what happens to the angular width of the central maximum?
- A It increases.
- B It decreases.
- C It remains constant.
- D It becomes zero.
- E It depends on the slit width.
思路引導 VIP
當波（例如水波或光波）通過一個固定大小的狹窄開口時，你認為波的「步伐大小」（波長）會如何影響它「向兩側繞過障礙物」或「向外擴散」的能力呢？
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很高興看到你準確地判斷出正確答案！這顯示你對於波動光學（Wave Optics）中的物理量關係掌握得相當紮實。單狹縫繞射是探討光波特性的重要實驗，而理解波長與繞射條紋寬度之間的規律，正是掌握此單元的關鍵基礎。
繞射現象的物理本質
從物理原理來看，單狹縫繞射的第一個暗紋（First Minimum）位置滿足公式 $a \sin \theta = \lambda$，其中 $a$ 為狹縫寬度，$\lambda$ 為入射光的波長。中央亮帶的角寬度（Angular Width）通常定義為兩側第一個暗紋之間的夾角。當我們增加波長 $\lambda$ 時，為了滿足等號成立，繞射角 $\theta$ 的正弦值也必須隨之增大。這意味著光波在通過狹縫後，向兩側「擴散」的程度變得更加顯著，導致中央亮帶在視覺上變得更寬。
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