Нужно! плоская монохроматическая световая волна падает по нормали на дифракционную решётку с периодом 5 мкм. параллельно решётке позади неё размещена собирающая линза с фокусным расстоянием 25 см. дифракционная картина наблюдается на экране в задней фокальной плоскости линзы. расстояние между её
главными максимумами 1-го и 2-го порядков равно 30 мм. найдите длину волны света.
d*sinθ = m*λ,
где d - период решетки (5 мкм = 5*10^(-6) м), θ - угол дифракции, m - порядковый номер главного максимума, λ - длина волны света.
Мы также можем использовать формулу для фокусного расстояния тонкой линзы:
1/f = 1/do + 1/di,
где f - фокусное расстояние линзы (25 см = 0.25 м), do - расстояние от линзы до решетки (можно считать бесконечно большим, так как световая волна параллельна решетке), di - расстояние от линзы до экрана.
Из геометрии оптической системы можно сделать вывод, что di = f.
Итак, имея все эти данные, давайте решим поставленную задачу.
1. Найдем угол дифракции (θ):
d*sinθ = m*λ,
5*10^(-6)*sinθ = 1*λ,
sinθ = λ/(5*10^(-6)).
2. Найдем длину волны света (λ):
Мы знаем, что расстояние между главными максимумами первого и второго порядков равно 30 мм = 0.03 м.
Это расстояние соответствует изменению угла дифракции на Δθ = λ/d.
Так как расстояние между главными максимумами первого и второго порядков равно 1 периоду решетки, то Δθ = 2π.
Отсюда, можно записать уравнение: 2π = λ/d,
2π = λ/(5*10^(-6)),
λ = 2π*(5*10^(-6)).
3. Подставим значение λ в выражение для sinθ:
sinθ = λ/(5*10^(-6)),
sinθ = 2π*(5*10^(-6))/(5*10^(-6)),
sinθ = 2π.
Таким образом, длина волны света равна 2π*(5*10^(-6)) м, что можно преобразовать к некоторым более привычным единицам измерения, например, к нанометрам или микронам, если это требуется.
Важно отметить, что решение этой задачи основано на предположении, что решетка находится в фокусной плоскости линзы, а также на использовании приближения узкой щели для дифракционной решетки.