schoolМатематика
verifiedРешено AI
Решение задачи: Расчет периода дифракционной решетки
help_outlineУсловие задачи
3. Вычислите период дифракционной решетки, если от непрозрачного экрана до дифракционной решетки расстояние 50 см, первый дифракционный максимум расположен от центра на расстоянии 10 см, а длина волны света 700 нм.
lightbulbКраткий ответ
Период дифракционной решетки равен 3.5 мкм. Задача решена с использованием формулы для дифракционного максимума и приближения малых углов.
Подробное решение
Дано:
L = 50 см = 0,5 м
x = 10 см = 0,1 м
k = 1
\( \lambda \) = 700 нм = \( 7 \cdot 10^{-7} \) м
Найти: d — ?
Решение:
Для дифракционной решетки условие максимума записывается формулой:
\[ d \cdot \sin \phi = k \cdot \lambda \]
Так как расстояние до экрана значительно больше расстояния до первого максимума (L >> x), угол \( \phi \) мал. В этом случае можно считать, что:
\[ \sin \phi \approx \tan \phi = \frac{x}{L} \]
Подставим это выражение в основную формулу:
\[ d \cdot \frac{x}{L} = k \cdot \lambda \]
Выразим период решетки d:
\[ d = \frac{k \cdot \lambda \cdot L}{x} \]
Подставим числовые значения:
\[ d = \frac{1 \cdot 7 \cdot 10^{-7} \cdot 0,5}{0,1} \]
\[ d = \frac{3,5 \cdot 10^{-7}}{0,1} = 3,5 \cdot 10^{-6} \text{ м} \]
Переведем результат в более удобные единицы (микрометры):
\( 3,5 \cdot 10^{-6} \text{ м} = 3,5 \text{ мкм} \)
Ответ: d = 3,5 мкм.