Задание 4

Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели

4.1. На щель шириной 0,16 мм падает нормально белый свет. Дифракционный спектр наблюдается на удаленном экране, расположенном параллельно щели. Определите расстояние от щели до экрана, если известно, что расстояние между фиолетовыми ( = 390 нм) границами спектра первого порядка на экране составляет 6 см.

4.2. На узкую щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны 0,45 м. Угловая ширина центрального максимума дифракционной картины равна 10. Определите, под каким углом будет наблюдаться третий от центра дифракционный минимум, если освещать щель светом с длиной волны 0,6 мкм.

4.3. Спектр некоторого излучения состоит из трех цветов: фиолетового с длиной волны , желтого с длиной волны 1,5 и красного с длиной волны 2. Определите, какой цвет будет иметь седьмая по счету от центра картины линия дифракционного спектра этого излучения; спектру какого порядка принадлежит эта линия?

4.4. На щель шириной 0,0626 мм падает нормально параллельный пучок лучей света с длиной волны 0,5 мкм. На экране, удаленном от щели на расстояние 1,56 м, наблюдается дифракционная картина. Определите, на каком расстоянии от центра дифракционной картины наблюдается десятый максимум освещенности.

4.5. На узкую щель падает нормально монохроматический свет. Угол отклонения света, соответствующий второй светлой дифракционной полосе, равен 1. Определите, скольким длинам волн падающего света равна ширина щели.

4.6. На щель шириной 0,1 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны 500 нм. Определите, максимум или минимум интенсивности будет наблюдаться на экране, расположенном вдали за щелью, если угол дифракции Фраунгофера равен 43.

4.7. На щель шириной 2 мкм падает нормально параллельный пучок света от монохроматического источника ( = 589 нм). Определите, под каким максимальным углом будет наблюдаться минимум интенсивности света при дифракции Фраунгофера.

4.8. На щель шириной 0,1 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны 500 нм. Определите, максимум или минимум интенсивности будет наблюдаться на экране, расположенном вдали за щелью, если угол дифракции Фраунгофера равен 17.

4.9. На щель шириной 0,16 мм падает нормально белый свет. Дифракционный спектр наблюдается на удаленном экране, расположенном параллельно щели. Определите расстояние от щели до экрана, если известно, что расстояние между фиолетовыми ( = 390 нм) границами спектра первого порядка на экране составляет 6 см.

4.10. На щель шириной 0,1 мм падает нормально параллельный пучок света от монохроматического источника с длиной волны 600 нм. Определите ширину центрального дифракционного максимума на экране, отстоящей от щели на расстоянии 1 м.

Задание 5

Дифракционная решетка: условия максимумов и минимумов

5.1. На дифракционную решетку нормально к ее поверхности падает параллельный пучок монохроматического света. В спектре, полученном с помощью этой дифракционной решетки, некоторая спектральная линия наблюдается в первом порядке под углом 11. Определите наивысший порядок спектра, в котором наблюдается эта линия.

5.2. Дифракционная решетка, имеющая 400 штрихов на 1 мм, освещается немонохроматическим светом. В спектре k-го порядка линия с длиной волны 0,54 мкм совпала с одной из линий спектра (k – 1)-го порядка. Определите длину волны этой линии.

5.3. Дифракционная решетка имеет 100 штрихов на 1 мм длины; ширина непрозрачного штриха составляет 6 мкм. Определите, какой по счету ближайший к центру картины главный максимум в спектре проходящего света будет отсутствовать.

5.4. На дифракционную решетку падает нормально монохроматический свет. Интенсивность второго главного максимума составляет 50% интенсивности первого. Определите, сколько процентов составляет интенсивность первого главного максимума от интенсивности центрального.

5.5. Ширина непрозрачной части дифракционной решетки в два раза больше ширины ее прозрачной части. Решетка освещается монохроматическим светом. Определите, во сколько раз интенсивность первого главного максимума больше интенсивности второго.

5.6. Параллельный пучок света с длиной волны 550 нм падает на дифракционную решетку нормально к ее поверхности. Дифракционная картина наблюдается на экране, удаленном на расстояние 1 м. Расстояние между двумя максимумами интенсивности первого порядка равно 20 см. Определите число щелей на 1 см ширины решетки.

5.7. На дифракционную решетку нормально к ее поверхности падает параллельный пучок монохроматического света с длиной волны 500 нм. Дифракционная картина наблюдается на экране, удаленном от решетки на расстояние 1 м. Расстояние между двумя максимумами интенсивности первого порядка на экране равно 20 см.

5.8. На дифракционную решетку нормально к ее поверхности падает параллельный пучок света. В спектре, полученном с помощью этой дифракционной решетки, некоторая спектральная линия наблюдается в первом порядке под углом 11.

5.9. На дифракционную решету нормально к ее поверхности падает параллельный пучок света с длиной волны 700 нм. Дифракционная картина наблюдается на экране, удаленном от решетки на расстояние 1 м. Первый главный максимум находится на расстоянии 10 см от центрального. Определите общее число главных максимумов, которое при этом дает решетка.

5.10. На дифракционную решетку с периодом 2 мкм падает нормально свет, пропущенный сквозь светофильтр. Фильтр пропускает волны длиной с 500 до 600 нм. Определите, будут ли спектры различных порядков накладываться друг на друга.