Какое должно быть расстояние между круглым отверстием радиусом 3 мм и экраном, чтобы получить максимальную

Тема урока: Дифракция света

Разъяснение:
Дифракция - это явление, которое происходит при прохождении света через отверстия или при прохождении вокруг препятствий. В данной задаче рассматривается дифракция света, происходящая при прохождении через круглое отверстие.

Для получения максимальной интенсивности в центре дифракционной картины при падении плоской волны, необходимо расстояние между круглым отверстием и экраном быть достаточным для формирования интерференции. Данная интерференция происходит при условии, что разность хода волн до точки наблюдения будет целым числом длин волн.

Рассчитаем расстояние между круглым отверстием и экраном с использованием формулы дифракции Френеля-Кирхгофа:

d*sin(θ) = m*λ

где d - диаметр отверстия (в данном случае радиус в 3 мм), θ - угол дифракции, m - порядок интерференции, λ - длина волны.

Поскольку мы хотим получить максимальную интенсивность в центре дифракционной картины, мы можем считать, что угол дифракции минимален, поэтому sin(θ) = θ.

Используя данное условие, рассчитаем расстояние между отверстием и экраном:

3 мм * θ = λ

Таким образом, расстояние между круглым отверстием и экраном должно быть равно длине волны света.

Например:
Длина волны находится в диапазоне от 380 нм (фиолетовый) до 750 нм (красный). Пусть λ = 500 нм (синий).

Расстояние между круглым отверстием и экраном должно быть таким же, то есть 500 нм.

Совет:
Для лучшего понимания дифракции света, рекомендуется изучить такие понятия, как интерференция, принцип Гюйгенса-Френеля и границы разрешимости.

Задача на проверку:
Каково должно быть расстояние между круглым отверстием диаметром 4 мм и экраном, чтобы получить максимальную интенсивность в центре дифракционной картины при падении световой волны длиной 600 нм? Какова длина волны?