Какой угол a образуют две тонкие плоские стеклянные пластинки, расположенные между краями и плотно сжатые между собой
Какой угол a образуют две тонкие плоские стеклянные пластинки, расположенные между краями и плотно сжатые между собой, если на верхнюю пластинку падает монохроматический свет с длиной волны 400 нм и расстояние между интерференционными полосами составляет 0,4 мм? (Ответ представьте в радианах, умножив на 10*10*10*10.).
16.12.2023 22:56
Разъяснение: При наложении двух пластинок свет проникает через них и интерферирует, то есть взаимодействует волна с волной, образуя интерференционные полосы. Расстояние между полосами зависит от разности хода света, прошедшего через пластинки. Разность хода можно рассчитать по формуле: Δ = 2t * cos(a), где Δ - разность хода, t - толщина пластинки, a - угол между пластинками.
Для монохроматического света с длиной волны λ интерференционные полосы образуются каждые λ/2. В данной задаче полосы находятся на расстоянии 0,4 мм, что составляет λ/2. Следовательно, λ/2 = 0,4 мм.
Теперь мы можем найти длину волны: λ = 2 * 0,4 мм = 0,8 мм = 800 нм.
Разность хода теперь будет Δ = λ/2 = 800 нм/2 = 400 нм.
Толщину пластинки обозначим через t. Тогда Δ = 2t * cos(a) = 400 нм.
Так как пластинки плотно прижаты друг к другу, то толщина каждой пластинки равна половине расстояния между интерференционными полосами, то есть t = 0,4 мм/2 = 0,2 мм = 0,2 * 10*10*10*10 нм.
Теперь мы можем решить уравнение: 0,2 * 10*10*10*10 мм * 2cos(a) = 400 нм.
Упрощая выражение, получаем: cos(a) = 400 нм / (0,2 * 10*10*10*10 мм * 2) = 0,0002.
Рассчитаем угол a, в радианах: a = arccos(0,0002).
Подставляя значение в калькулятор, получаем: a ≈ 1,369 радиан.
Умножаем на 10*10*10*10: a ≈ 1,369 * 10*10*10*10 радиан.
Ответ: a ≈ 1,369 * 10*10*10*10 радиан.
Пример: Рассчитайте угол a, образуемый двумя стеклянными пластинками, если на пластинки падает монохроматический свет с длиной волны 600 нм, а расстояние между интерференционными полосами составляет 0,5 мм.
Совет: Для понимания концепции интерференции света, полезно ознакомиться с опытом Юнга и понять, как наложение двух волн приводит к образованию интерференционных полос.
Проверочное упражнение: В задаче описанной выше, если длина волны света увеличилась до 500 нм и расстояние между интерференционными полосами уменьшилось до 0,3 мм, какой угол a образуют пластинки? Ответ представьте в радианах, умножив на 10*10*10*10.