Какова разница в длине всего спектра второго порядка, наблюдаемого на экране, находящемся на расстоянии 2м от дифракционной решетки, на которой нанесены 500 линий на 1мм? Учтите, что длины волн света варьируются от 0,4мкм до 0,8мкм.
Сердце_Сквозь_Время
Для того чтобы рассчитать разницу в длине всего спектра второго порядка, нам понадобится знать формулу для расчета длины волны при дифракции на решетке:
\[ m\lambda = d\sin\theta \]
где \( m \) - порядок спектра (в данном случае второй порядок), \( \lambda \) - длина волны, \( d \) - расстояние между ближайшими соседними линиями решетки (т.е. период решетки), \( \theta \) - угол между направлением падающего света и направлением на спектр.
В данной задаче период решетки задан: 500 линий на 1 мм или 5000 линий на 1 см. Расстояние между соседними линиями (d) можно найти, разделив 1 см на 5000:
\[ d = \frac{1см}{5000} = 0.02 мм = 0.02 \times 10^{-3} м \]
Теперь, чтобы найти разницу в длине спектра второго порядка, нам нужно знать угол дифракции. По определению дифракционного угла \( \theta \), он равен отношению длины волны к расстоянию от дифракционной решетки до экрана (2 метра в данном случае):
\[ \theta = \frac{\lambda}{d} \]
Теперь мы можем найти длину волны для минимальной и максимальной видимой длины волн света и вычислить соответствующие углы дифракции:
Для минимальной длины волны (0.4 мкм):
\[ \theta_{min} = \frac{0.4 \times 10^{-6} м}{0.02 \times 10^{-3} м} \]
Для максимальной длины волны (0.8 мкм):
\[ \theta_{max} = \frac{0.8 \times 10^{-6} м}{0.02 \times 10^{-3} м} \]
Теперь мы можем найти разницу в углах дифракции:
\[ \Delta\theta = \theta_{max} - \theta_{min} \]
Зная разницу в углах дифракции, мы можем рассчитать разницу в длине спектра второго порядка:
\[ \Delta\lambda = \Delta\theta \times d \]
Подставив значения, получим конечный результат. Округлим ответы до двух знаков после запятой для большей точности.
\[ m\lambda = d\sin\theta \]
где \( m \) - порядок спектра (в данном случае второй порядок), \( \lambda \) - длина волны, \( d \) - расстояние между ближайшими соседними линиями решетки (т.е. период решетки), \( \theta \) - угол между направлением падающего света и направлением на спектр.
В данной задаче период решетки задан: 500 линий на 1 мм или 5000 линий на 1 см. Расстояние между соседними линиями (d) можно найти, разделив 1 см на 5000:
\[ d = \frac{1см}{5000} = 0.02 мм = 0.02 \times 10^{-3} м \]
Теперь, чтобы найти разницу в длине спектра второго порядка, нам нужно знать угол дифракции. По определению дифракционного угла \( \theta \), он равен отношению длины волны к расстоянию от дифракционной решетки до экрана (2 метра в данном случае):
\[ \theta = \frac{\lambda}{d} \]
Теперь мы можем найти длину волны для минимальной и максимальной видимой длины волн света и вычислить соответствующие углы дифракции:
Для минимальной длины волны (0.4 мкм):
\[ \theta_{min} = \frac{0.4 \times 10^{-6} м}{0.02 \times 10^{-3} м} \]
Для максимальной длины волны (0.8 мкм):
\[ \theta_{max} = \frac{0.8 \times 10^{-6} м}{0.02 \times 10^{-3} м} \]
Теперь мы можем найти разницу в углах дифракции:
\[ \Delta\theta = \theta_{max} - \theta_{min} \]
Зная разницу в углах дифракции, мы можем рассчитать разницу в длине спектра второго порядка:
\[ \Delta\lambda = \Delta\theta \times d \]
Подставив значения, получим конечный результат. Округлим ответы до двух знаков после запятой для большей точности.
Знаешь ответ?