Каким образом меняется порядок следования ярких цветных линий относительно центральной полосы, когда ученик смотрит

Когда ученик смотрит на газоразрядную лампу через дифракционную решетку, расположенную вертикально, порядок следования ярких цветных линий будет определяться дифракционной интерференцией света. Дифракция — это явление распространения света вокруг препятствий или перепадов оптических свойств среды.

Дифракционная решетка представляет собой прозрачное стекло или пластину с наложенным множеством узких параллельных штрихов, с одинаковым расстоянием между ними. При попадании света на решетку происходит интерференция между волнами, прошедшими через соседние штрихи. Это и вызывает появление ярких цветных линий вокруг центральной полосы.

Порядок следования ярких цветных линий определяется законом дифракции, который зависит от длины волны света и расстояния между штрихами решетки. В общем случае, для дифракционной решетки, порядок следования ярких цветных линий может быть описан формулой:

\[ n \cdot \lambda = d \cdot \sin(\theta) \]

где \( n \) - порядок следования линии, \( \lambda \) - длина волны света, \( d \) - расстояние между штрихами решетки, \( \theta \) - угол отклонения от направления основной полосы.

Из этой формулы видно, что для разных длин волн света \( \lambda \) и фиксированного расстояния между штрихами решетки \( d \), угол отклонения \( \theta \) будет разным, что приводит к разному порядку следования ярких цветных линий.

Таким образом, когда ученик смотрит на газоразрядную лампу через вертикально расположенную дифракционную решетку, он будет видеть цветные линии, расположенные по порядку на основной полосе и по бокам от нее. Цвета будут изменяться от длинноволновых к коротковолновым при перемещении вдоль оси, перпендикулярной к штрихам решетки. При этом, цвета будут повторяться с постоянным интервалом, определяемым параметрами решетки и длиной волны света.

Важно отметить, что этот эффект можно наблюдать только при соблюдении определенных условий, таких как малый размер отверстий решетки по сравнению с длиной волны света или использование монохроматического источника освещения.