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Interference of waves 公式,SPM 物理

公式:λ = ax / D。考试不提供,需记忆。

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Interference of waves
λ = ax / D

考试不提供,需记忆。

用途

Interference of waves 用于波(SPM 物理中四)。每一行运算都要带 SI 单位。

符号与 SI 单位

符号含义SI 单位
λ波长m
a两缝间距m
x条纹间距m
D狭缝到屏幕的距离m

公式变形

  • x = λD / a
  • a = λD / x
  • D = ax / λ

解题示例

狭缝间距 a = 0.5 mm,条纹间距 x = 2.0 mm,屏幕距离 D = 2.0 m。 λ = ax / D = (5.0 × 10⁻⁴ × 2.0 × 10⁻³) / 2.0 = 5.0 × 10⁻⁷ m。

常见陷阱

不要把 a(缝间距)与 x(条纹间距)互换。代入前把所有距离换算为米。

理解双源干涉

对于双源(双缝)波的干涉,λ = ax / D 把波长与图样的几何联系起来。λ 是波长,单位米(m);a 是两缝间距,单位米(m);x 是条纹间距,相邻亮纹(或暗纹)之间的距离,单位米(m);D 是狭缝到屏幕的距离,单位米(m)。

在来自两缝的波同相到达并相互加强处出现亮纹。缝间距越小或屏幕越远,条纹分得越开,这就是 a 减小或 D 增大时 x 变大的原因。

按需变形:求条纹间距用 x = λD / a,求缝间距用 a = λD / x,求屏距用 D = ax / λ

分步解题示例

两缝间距 a = 0.4 mm,用波长 λ = 6.0 × 10⁻⁷ m 的光照射,屏幕距离 D = 1.5 m。求条纹间距 x。

把缝间距换算为米:a = 0.4 mm = 4.0 × 10⁻⁴ m。

变形使 x 为主项并带单位代入:

x = λD / a = (6.0 × 10⁻⁷ m × 1.5 m) / (4.0 × 10⁻⁴ m) = 2.25 × 10⁻³ m。

所以 x = 2.25 × 10⁻³ m,约为 2.3 mm(2 位有效数字)。此间距足够大,可清晰看见,这正是演示中采用小缝间距的原因。

常见错误与考查方式

陷阱是把 a 与 x 互换,缝间距与条纹间距作用相反,混淆会使答案颠倒。仔细读题,分清哪个是缝间距、哪个是条纹间距。

其他错误:把 a 或 x 留在毫米而不换算为米;量了若干条纹的总宽却忘记除以间隔数来求一个条纹间距;以及把 D(缝到屏)与 a 混淆。

计算 类题中须写出 λ = ax / D 或其变形,以米代入并给出单位。在 解释 类题中可能要说明为何缝靠近时条纹变宽。

来源: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English), Sijil Pelajaran Malaysia: Format Pentaksiran mulai 2021, Fizik (4531) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)

作者 spmphysics.com.my 编辑团队.· 更新于 2026年9月5日

常见问题

考试会给这个公式吗?
不会。SPM 物理试卷不提供公式表,因此需要记住。
如何区分 a 和 x?
a 是两缝之间的间距,通常是很小的距离,如 0.5 mm。x 是条纹间距,屏幕上相邻两亮纹之间的距离。它们是图样中不同的长度;互换会使 λ = ax / D 颠倒。
题目给出十条条纹的宽度,x 该取什么?
用总宽除以间隔数,而非条纹数。十条亮纹之间有九个间隔,所以 x = 总宽 / 9。取一个条纹间距才能使 λ = ax / D 正确。
为什么所有距离都必须用米?
只有当 λ、a、x、D 用相同单位时公式才自洽。由于波长本就以米为单位,代入前须把 a、x 由毫米(1 mm = 10⁻³ m)、D 由其他单位换算为米。

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