Какую ширину имеет щель, через которую перпендикулярно падает монохроматическая волна с длиной волны, если за щелью
Какую ширину имеет щель, через которую перпендикулярно падает монохроматическая волна с длиной волны, если за щелью расположена собирающая линза, а на экране в ее фокальной плоскости наблюдается дифракционная картина и третьему дифракционному минимуму соответствует угол 30 градусов? Ответ необходимо выразить в микрометрах, округлив до целых.
24.12.2023 05:42
λ = (m * λ) / (a * sinθ)
где:
λ - длина волны источника света
m - порядок минимума
a - ширина щели
θ - угол между линзой и направлением находящегося в фокусе минимума
Мы знаем, что у нас третий дифракционный минимум и угол θ = 30 градусов. Порядок минимума можно определить из формулы m = (sinΘ * (n + 1/2)) / λ, где n - номер минимума.
Решение:
1. Подставляем известные значения в формулу и находим порядок минимума:
m = (sin 30 * (3 + 1/2)) / λ
2. Подставляем полученное значение порядка минимума в формулу для дифракции Фраунгофера и получаем:
λ = (m * λ) / (a * sinθ)
3. Заменяем длину волны λ на известную и находим ширину щели:
1620 мкм = ((sin 30 * (3 + 1/2)) / a * sin 30)
4. Упрощаем уравнение и находим ширину щели a:
1620 мкм = ((1/2) * (3 + 1/2)) / a
5. Умножаем обе стороны уравнения на a:
810 мкм * a = 5
6. Разделяем обе стороны уравнения на 810 мкм:
a = 5 / 810 мкм
7. Округляем ответ до целых:
a ≈ 0.006 мкм (6 мкм)
Таким образом, чтобы дифракционная картина наблюдалась на экране в фокальной плоскости собирающей линзы, ширина щели должна быть примерно 6 микрометров.