На какое расстояние Δb вдоль оси отверстия необходимо сместиться от точки, где наблюдается темное пятно на расстоянии

Тема: Дифракция света

Объяснение:
Дифракция света - это явление распространения световых волн вокруг препятствий или отверстий. В данной задаче мы имеем дело с дифракцией на отверстии, которое вызывает образование интерференционной картины на экране.

Чтобы понять, на какое расстояние Δb нужно сместиться от точки наблюдения темного пятна b1, чтобы увидеть темное пятно в центре дифракционной картины, нам понадобится знакомство с формулой дифракционной решетки:

a * sin(θ) = m * λ,

где a - размер отверстия, θ - угол между направлением на центральный максимум и направлением на m-тый максимум, m - порядок интерференции, λ - длина волны света.

В данной задаче, чтобы получить темное пятно в центре дифракционной картины, достаточно сместиться на половину ширины интерференционной полосы. Найдем интерференционную полосу:

Δy = λ * L / a,

где Δy - ширина интерференционной полосы, L - расстояние от отверстия до экрана.

Получаем:

Δb = Δy / b1 = λ * L / a / b1.

Теперь мы можем рассчитать нужное смещение Δb, используя известные значения λ, L, a и b1.

Пример использования:
Длина волны света λ = 500 нм (нанометров), расстояние от отверстия до экрана L = 1 м (метр), размер отверстия a = 0,2 мм (миллиметров), исходное расстояние до темного пятна b1 = 18 см (сантиметров).

Δb = (λ * L) / (a * b1) = (500 * 10^(-9) * 1) / (0,2 * 10^(-3) * 18) = 1,38 * 10^(-4) м (метр).

Таким образом, чтобы увидеть темное пятно в центре дифракционной картины, необходимо сместиться на расстояние Δb = 1,38 * 10^(-4) м от точки, где наблюдается темное пятно.

Совет:
Чтобы более полно понять дифракцию света, рекомендуется изучить классическую оптику, в том числе интерференцию и дифракцию света. Практикуйтесь в решении задач на эту тему, проводите опыты и прослушивайте лекции для более глубокого понимания явления дифракции.

Упражнение:
Если расстояние от отверстия до экрана L увеличить в два раза, как это повлияет на величину смещения Δb? Укажите ответ в метрах.