Решите 1 вариант вариант
1. Какое условие является необходимым для наблюдения дифракционной картины? Укажите все правильные ответы.

А. Размеры препятствия много больше длины волны.

Б. Размеры препятствия сравнимы с длиной волны.

В. Размеры препятствия много больше амплитуды волны.

2. Если сквозь ресницы смотреть на свет уличного фонаря, вокруг него появляется радужный свет. Чем это объяснить?

3. Дифракционная решетка имеет 50 штрихов на миллиметр. Под каким углом виден максимум второго порядка монохроматического излучения с длиной волны 400 нм?

4. Почему интерференционная окраска одного и того же места поверхности мыльного пузыря непрерывно меняется?

5. На дифракционную решётку перпендикулярно к её поверхности падает свет. Период решётки 10-4 м. Второй дифракционный максимум отклонён на 30° от перпендикуляра к решётке. Определите длину волны света, падающего на решётку.

1. Для наблюдения дифракционной картины необходимо, чтобы размеры препятствия были сравнимы с длиной волны, то есть ответ Б является правильным. Это обусловлено тем, что дифракция возникает при взаимодействии света с препятствиями, размеры которых сопоставимы со световой волной. При этом, если размеры препятствия много больше длины волны (ответ А), то дифракционные эффекты будут незаметными. Ответ В неверен, так как размеры препятствия не связаны с амплитудой волны.

2. Вероятно, радужный свет вокруг уличного фонаря появляется из-за дифракции света на ресницах. Когда свет падает на ресницы, происходит его разделение на составляющие цвета (спектр). Это объясняется тем, что свет представляет собой электромагнитные волны разной длины. При дифракции эти волны отклоняются, и мы наблюдаем разноцветные полосы вокруг фонаря.

3. Для определения угла видимости максимума второго порядка дифракционной решеткой нужно использовать формулу nλ = d*sin(θ), где n - порядок интерференции, λ - длина волны, d - период решетки, и θ - угол. Подставив значения: n = 2, λ = 400 нм = 400 * 10^(-9) м, d = 1/50 * 10^(-3) м, можно найти угол θ.

n * λ = d * sin(θ)
2 * 400 * 10^(-9) м = 1/50 * 10^(-3) м * sin(θ)
8 * 10^(-7) м = 2 * 10^(-5) м * sin(θ)
sin(θ) = (8 * 10^(-7) м) / (2 * 10^(-5) м) = 0.04
θ = arcsin(0.04) ≈ 2.292°

Таким образом, максимум второго порядка монохроматического излучения с длиной волны 400 нм будет виден под углом около 2.292°.

4. Интерференционная окраска поверхности мыльного пузыря непрерывно меняется из-за изменения толщины пленки на его поверхности. Пленка мыльного пузыря толщиной около десяти нм является интерференционной средой, и при взаимодействии с падающим светом наблюдаются интерференционные полосы. Поскольку толщина пузырька неоднородна по всей его поверхности, то и интерференционная окраска будет меняться.

5. Для определения длины волны света, падающего на решетку, можно использовать формулу d*sin(θ) = m*λ, где d - период решетки, θ - угол отклонения дифракционного максимума, m - порядок максимума и λ - длина волны.
Так как известно, что период решетки d = 10^(-4) м, угол отклонения θ = 30° и порядок максимума m = 2, можно выразить длину волны λ.

10^(-4) м * sin(30°) = 2 * λ
0.5 * 10^(-4) м = 2 * λ
λ = (0.5 * 10^(-4) м) / 2 = 0.25 * 10^(-4) м = 2.5 * 10^(-5) м

Таким образом, длина волны света, падающего на решетку, составляет 2.5 * 10^(-5) м.