Метод
Физика

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.
Верные ответы (1):
  • Denis
    Denis
    11
    Показать ответ
    Метод: Для решения данной задачи, мы должны использовать условие дифракции Фраунгофера. Формула для дифракции Фраунгофера:
    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.
Написать свой ответ: