Оптика 4 семак / Физика Евдокимов / ИДЗ / ИДЗ 2 Дифракция
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральноегосударственноеавтономноеобразовательноеучреждениевысшегообразования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности
12.03.01 «Приборостроение»
ЗАДАНИЕ № 2
Дифракция света
по дисциплине:
Физика
Исполнитель: |
|
|
|
студент группы |
1Б92 |
ФИО |
09.03.2021 |
|
|
Кшинин Иван Бахтиёрович |
|
Руководитель: |
|
ФИО |
|
|
|
|
|
преподаватель |
Доцент |
Евдокимов Кирилл Евгеньевич |
|
Томск – 2020
Вариант по списку №10
Вариант 10
1.Дифракционная решетка, содержащая 100 штрихов на
1мм,
освещается нормально монохроматическим светом. Определить длину волны света, если угол между максимумами третьего порядка составляет 20 . (58мкм)
Дано: |
Решение |
|
|
||||
∆ = 20° |
= |
|
|
||||
макс = 3 |
|
|
|
1 10−320 |
|
||
= = |
|
= |
|||||
1 |
= 100 мм1 |
100 3 |
|||||
n = |
|
0.00000114006 = 1.14 мкм |
|||||
|
|||||||
= 1 |
|
|
|
|
|
||
Найти: −? |
Ответ: = 1.14 мкм |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Вычислить радиус пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта, если длина волны равна 0,5мкм и экран находится на расстоянии 1м от фронта волны. (1,58мм)
Дано: |
Решение |
= 0.5мкм |
|
= 1м |
|
Найти: 5−? |
|
2 2 2
= + 4 =
По правилу Френеля для плоского волнового фронта радиус k зоны:
= √ ; т.к. зона 5-я то: = √ 5
= √5 1 5 10−7 = √5 0.0000005 = 0.001581138 Ответ: 5 = 0.00158 м = 1.58 мм
3.Определите наибольший порядок спектра для линии излучения натрия с длиной волны 555 нм, если постоянная дифракционной решетки 2 мкм
Дано: |
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|||
= 555 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
||||
= 2 мкм |
|
|
|
|
|
|
|
||||
= ± (из условия максимумов) |
|
||||||||||
Найти: −? |
|
||||||||||
Порядок для спектра = 900 |
= 900=1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
2 10−5 |
0.000002 |
|
|
||
|
= |
|
= |
|
= |
|
|
|
= 3.6 ≈ 4 |
||
|
|
555 10−9 1 |
0.000000555 |
||||||||
|
Ответ: = 4 → (3.6) |
|
|
|
|
||||||
4.На щель шириной 0,1мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,5мкм. За щелью помещена собирающая линза, в фокальной плоскости которой находится экран. Что будет наблюдаться на экране, если угол дифракции равен: 1)
170; 2) 430
Дано: |
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0.1 мм |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||
= |
|
|
; = |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
= 0.5 мкм |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Максимум: = |
2 |
= |
2 0.0001 43 |
= 5 |
|||||||||||
Найти: |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
0.0000005 |
|
|||||||||||
|
= 170 |
Минимум: |
= |
2 |
= |
2 0.0001 17 |
= 2 |
||||||||
1 |
= 430 |
|
|
|
|
0.0000005 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
|
Ответ: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
максимум нечетное число 5 |
|
|
|||||||||||
|
|
минимум четное число 2 |
|
|
|
|
|
||||||||