Каково расстояние от источника света до экрана, если в точке В экрана, отстоящей от центра экрана О на 15 мм, видна
Каково расстояние от источника света до экрана, если в точке В экрана, отстоящей от центра экрана О на 15 мм, видна центральная полоса второго интерференционного порядка, и экран освещается светом длиной волны 590 нм, идущим от двух когерентных источников s1 и s2, расстояние между которыми составляет 200 мкм?
07.12.2023 21:14
Пояснение:
Интерференция света - это явление, при котором две или более волн света перекрываются, создавая интерференционные полосы на экране. Для решения вашей задачи, нам понадобится использовать условие интерференции света:
Между источниками s1 и s2 создается разность хода световых волн, определяемая формулой:
Δ = d * sinθ,
где d - расстояние между источниками, а θ - угол между прямой, соединяющей точки источников, и прямой, соединяющей точку наблюдения с источниками.
Полосы интерференции видны при условии, что разность хода волн составляет целое число длин волн (m * λ), где m - порядок интерференции (в данной задаче m = 2), λ - длина волны света (590 нм).
Расстояние между точкой В экрана и центром экрана О составляет 15 мм. Это расстояние можно использовать для определения угла θ.
Для решения задачи нужно найти расстояние d от источника света до экрана. Мы можем использовать тригонометрические соотношения для решения этой задачи.
Демонстрация:
Дано:
d = 200 мкм (200 * 10^(-6) м)
λ = 590 нм (590 * 10^(-9) м)
Δx = 15 мм (15 * 10^(-3) м)
m = 2
Найти: Расстояние от источника света до экрана (d)
Решение:
1. Найдем угол θ, используя тангенс:
tan(θ) = Δx / d
tan(θ) = 15 * 10^(-3) м / 200 * 10^(-6) м
θ = arctan(15 * 10^(-3) м / 200 * 10^(-6) м)
2. Для определения расстояния по формуле разности хода световых волн:
Δ = d * sinθ
Δ = m * λ
d * sinθ = m * λ
d = (m * λ) / sinθ
Подставляем известные значения:
d = (2 * 590 * 10^(-9) м) / sin(θ)
3. Подставляем найденное значение угла θ и решаем для d.
Совет:
Важно помнить, что в данной задаче используется микрометровое расстояние (мкм) и нанометровая (нм) длина волны. Обратите внимание на единицы измерения при решении задач.
Дополнительное задание:
Найдите расстояние от источника света до экрана, если в точке В экрана, отстоящей от центра экрана О на 10 мм, видна центральная полоса четвертого интерференционного порядка. Длина волны света равна 500 нм, а расстояние между источниками составляет 150 мкм.
Объяснение: В данной задаче мы имеем дело с интерференцией света. Интерференция возникает при наложении двух или более когерентных световых волн, которые синхронно колеблются. Результатом интерференции является образование интерференционных полос – светлых и темных.
Для решения задачи необходимо использовать формулу для интерференции от двух точечных источников света: r = λx / (2d), где r - находящееся под углом от центра светлой интерференционной полосы расстояние от экрана до точки В, λ - длина волны света, x - номер интерференционной полосы, d - расстояние между источниками света.
Таким образом, для нашей задачи получаем уравнение: r = λx / (2d).
Подставляя известные значения (λ = 590 нм = 590 * 10^(-9) м, x = 2, d = 200 мкм = 200 * 10^(-6) м), можно вычислить значение r.
Демонстрация: Подставим известные значения в формулу: r = (590 * 10^(-9) м) * 2 / (2 * 200 * 10^(-6) м) = 5,9 * 10^(-3) м = 5,9 мм.
Совет: Для лучшего понимания интерференции света рекомендуется ознакомиться с основами волновой оптики и изучить, как образуются интерференционные полосы при наложении световых волн.
Дополнительное упражнение: При свете с длиной волны 500 нм и интерференции первого порядка расстояние между полосами составляет 2 мм. Какое расстояние между источниками света? (Ответ округлите до ближайшей сотой микрометра).