Дифракция на гратке
Яка спектральна лінія зі спектру 2 порядку з довжиною хвилі накладається на зелену лінію у спектрі 4 порядку
Яка спектральна лінія зі спектру 2 порядку з довжиною хвилі накладається на зелену лінію у спектрі 4 порядку на дифракційній ґратці, коли потік світла від газорозрядної трубки, заповненої сумішшю газів, падає нормально?
09.12.2023 11:03
Написать свой ответ:
Описание: Дифракция - это явление, при котором свет проникает через отверстия или проходит вокруг преграды и изгибается. Дифракционная решетка - это оптическое устройство, состоящее из множества параллельных щелей или из набора тонких полосок с одинаковым расстоянием между ними.
В данной задаче предполагается, что мы имеем дело с дифракционной решеткой, на которую падает поток света от газоразрядной трубки. Задача заключается в определении, какая спектральная линия из 2 порядка наложится на зеленую линию 4 порядка из спектра.
Первым шагом необходимо рассчитать длину волны зеленой линии 4 порядка, так как у нас известна длина волны зеленой линии вообще. При помощи формулы дифракции на решетке: λ = d * sin(θ), где λ - длина волны, d - расстояние между щелями решетки, θ - угол дифракции, мы можем рассчитать эту длину волны.
Зная длину волны зеленой линии 4 порядка, мы можем рассчитать, какая спектральная линия из 2 порядка с такой же длиной волны будет накладываться на зеленую линию 4 порядка. Для этого мы можем использовать формулу: m1 * λ1 = m2 * λ2, где m1 и m2 - порядки, λ1 и λ2 - длины волн соответствующих спектральных линий.
Таким образом, после всех расчетов и подстановок значений, мы можем определить, какая спектральная линия из 2 порядка с длиной волны, наложится на зеленую линию 4 порядка в заданной дифракционной решетке.
Пример: Расстояние между щелями решетки d=0,02 мм, длина волны зеленой линии 4 порядка λ=500 нм. Какая спектральная линия из 2 порядка с длиной волны, будет накладываться на зеленую линию 4 порядка?
Совет: Чтобы более полно понять дифракцию на решетке, полезно изучить теорию интерференции и дифракции света, а также понять физическую природу дифракции на оптических системах.
Дополнительное упражнение: На дифракционной решетке с расстоянием между щелями 0,01 мм и длиной волны оранжевой линии 3 порядка 600 нм. Какая спектральная линия из 2 порядка с длиной волны, будет накладываться на оранжевую линию 3 порядка?
Пояснення: Яка спектральна лінія зі спектру 2 порядку накладається на зелену лінію у спектрі 4 порядку на дифракційній ґратці, коли потік світла падає нормально?
При дифракції світла на ґратці виникають максимуми та мінімуми інтенсивності на екрані, а також спектри. Між лініями спектра є певна відстань, відома як дифракційний кут.
Для розрахунку дифракційних кутів можна скористатися формулою:
sin(θ) = k*λ/d,
де θ - дифракційний кут, k - порядок спектра, λ - довжина хвилі світла, d - період ґратки.
В даній задачі нам відомо, що зелена лінія знаходиться у спектрі 4 порядку, тому k1 = 4. Ми шукаємо значення λ1, довжину хвилі цієї лінії.
Також ми знаємо, що існує спектральна лінія у спектрі 2 порядку, tому k2 = 2. Ми повинні знайти λ2, довжину хвилі цієї лінії.
Оскільки потік світла падає нормально, ми можемо припустити, що кути дифракції однакові для обох порядків:
k1 * λ1/d = k2 * λ2/d.
Отже, λ1/d = λ2/d.
Звідси можемо зрозуміти, що λ1 = λ2, тобто спектральні лінії у спектрах 2-го та 4-го порядків мають однакову довжину хвилі.
Отже, яка спектральна лінія зі спектру 2 порядку накладається на зелену лінію у спектрі 4 порядку? Відповідь: це сама зелена лінія.
Задание: На дифракційній ґратці маємо спектр, в якому червона лінія знаходиться у спектрі 3 порядку. Яка спектральна лінія зі спектру 4 порядку буде накладатися на цю червону лінію?