3. Dintr-un obiect de 3 cm inaltime s-a obtinut cu ajutorul unei lentile o imagine reala de 18 cm inaltime.Cand obiectul a fost mutat cu 6 cm s-a obtinut o imagine imaginara de 9 cm inaltime.Determinati distanta focala a lentilei (in centimetri).

https://pandia.ru/text/78/506/images/image651.gif" width="250" height="167 src=">

https://pandia.ru/text/78/506/images/image653.gif" width="109" height="57 src=">.gif" width="122" height="54 src="> ( 3).

Rezolvăm sistemul de ecuații în raport cu d 1 sau d 2. Definiți F= 12 cm.

Răspuns:F= 12 cm

4. Un fascicul de lumină roșie cu o lungime de undă de 720 nm incide pe o placă dintr-un material cu un indice de refracție de 1,8 perpendicular pe suprafața sa. Care este grosimea minimă a plăcii care trebuie luată pentru ca lumina care trece prin placă să aibă intensitatea maximă?

minim, apoi 0 " style="margin-left:7.8pt;border-collapse:collapse;border:none">

Dat:

λ = 590 nm = 5,9×10–7 m

l= 10-3 m

Soluţie:

Condiție max pe rețeaua de difracție: d sinφ = kλ, Unde k va fi max dacă max este sinφ. Și sinmaxφ = 1, atunci , unde ; .

k max-?

k poate lua numai valori întregi, deci k max = 3.

Răspuns: k max = 3.

6. Perioada rețelei de difracție este de 4 μm. Modelul de difracție este observat folosind o lentilă cu o distanță focală F\u003d 40 cm.Determinați lungimea de undă a luminii incidente în mod normal pe lumina rețelei (în nm) dacă primul maxim se obține la o distanță de 5 cm de cel central.

Răspuns:λ = 500 nm

7. Înălțimea Soarelui deasupra orizontului este de 46°. Pentru ca razele reflectate de o oglindă plană să meargă vertical în sus, unghiul de incidență al razelor solare asupra oglinzii trebuie să fie egal cu:

1) 68° 2) 44° 3) 23° 4) 46° 5) 22°

Dat:	Soluţie: Unghiul de incidență este egal cu unghiul de reflexie α = α¢. Figura arată că α + α¢ + φ = 90° sau 2α + φ = 90°, atunci .

Răspuns:

8. La mijloc, între două oglinzi plate paralele una cu cealaltă, este plasat un punct. Dacă sursa începe să se miște în direcția perpendiculară pe planurile oglinzilor cu o viteză de 2 m/s, atunci primele imagini imaginare ale sursei din oglinzi se vor deplasa una față de alta cu viteza:

1) 0 m/s 2) 1 m/s 3) 2 m/s 4) 4 m/s 5) 8 m/s

Soluţie:

https://pandia.ru/text/78/506/images/image666.gif" width="170" height="24 src=">.

Răspuns:

9. Unghiul limitativ al reflexiei interne totale la interfața dintre diamant și azotul lichid este de 30°. Indicele de refracție absolut al diamantului este 2,4. De câte ori este viteza luminii în vid decât viteza luminii în azot lichid?

1) de 1,2 ori 2) de 2 ori 3) de 2,1 ori 4) de 2,4 ori 5) de 4,8 ori

Dat:	Soluţie:
	Legea refracției: sau pentru reflexia internă totală: ; n 1 = 2,4;
Cu/υ2 – ?

n 2 = n 1sinαpr = 1,2..gif" width="100" height="49 src=">.

Răspuns:

10. Două lentile - o lentilă divergentă cu o distanță focală de 4 cm și o lentilă colectoare cu o distanță focală de 9 cm sunt amplasate astfel încât axele lor optice principale să coincidă. La ce distanță una de alta ar trebui să fie amplasate lentilele astfel încât un fascicul de raze paralel cu axa optică principală, care trece prin ambele lentile, să rămână paralel?

1) 4 cm 2) 5 cm 3) 9 cm cm 5) La orice distanţă, razele nu vor fi paralele.

Soluţie:

d = F 2 – F 1 = 5 (cm).

Dat:

A= 10 cm

n st = 1,51

Soluţie:

;

https://pandia.ru/text/78/506/images/image678.gif" width="87" height="51 src=">.gif" width="131" height="48">(m)

Răspuns:b= 0,16 m

2. (7.8.3). În partea de jos a băii de sticlă se află o oglindă, deasupra căreia se toarnă un strat de apă de 20 cm înălțime.O lampă atârnă în aer la o înălțime de 30 cm deasupra suprafeței apei. La ce distanță de suprafața apei va vedea un observator care se uită în apă imaginea lămpii în oglindă? Indicele de refracție al apei este de 1,33. Exprimați rezultatul în unități SI și rotunjiți la zecimi.

Dat: h 1=20cm h 2 = 30 cm n = 1,33	Soluţie:
	S` – imagine virtuală; (1); (2); (3) a, b sunt mici

https://pandia.ru/text/78/506/images/image691.gif" width="127" height="83 src=">;

Dat:

OC= 4 m

S 1S 2 = 1 mm

L 1 = L 2 = OS

Soluţie:

D= k l - stare maximă

D= L 2 – L 1;

la 1 – ?

https://pandia.ru/text/78/506/images/image697.gif" width="284" height="29 src=">

2(OS)D = 2 Regatul Unitd, prin urmare ; ; l = OS;

Dat:

F= 0,15 m

f= 4,65 m

S= 4,32 cm2

Soluţie:

; ; S` = G 2 S

S- platforma transparente

; ;

S` – ?

S` \u003d 302 × 4,32 \u003d 3888 (cm2) » 0,39 (m2)

Răspuns: S` = 0,39 m2

5. (7.8.28). Găsiți factorul de mărire al imaginii subiectului AB dat de o lentilă divergentă subțire cu distanță focală F. Rotunjiți rezultatul la cea mai apropiată sutime.

Dat:	Soluţie:
; d 1 = 2F;
G – ?

https://pandia.ru/text/78/506/images/image708.gif" width="111" height="52 src=">; d 2 = F;

https://pandia.ru/text/78/506/images/image710.gif" width="196 height=52" height="52">

l = d 1 – d 2 = F; https://pandia.ru/text/78/506/images/image712.gif" width="131" height="48 src=">

Răspuns: G = 0,17

OPȚIUNEA #10

structura atomului si a nucleului. elemente ale teoriei relativității

Partea A

1. Determinați tensiunea de întârziere necesară pentru a opri emisia de electroni din fotocatod dacă radiația cu o lungime de undă de 0,4 µm cade pe suprafața sa, iar marginea roșie a efectului fotoelectric este de 0,67 µm. Constanta lui Planck 6,63×10-34 J×s, viteza luminii în vid 3×108 m/s. Dați răspunsul în unități SI și rotunjiți la cea mai apropiată sutime.

https://pandia.ru/text/78/506/images/image716.gif" width="494" height="84 src=">

Răspuns: U h = 1,25 V

2. Care este masa unui foton cu raze X cu o lungime de undă de 2,5 × 10–10 m?

1) 0 kg 2) 3,8×10-33 kg 3) 6,6×10-32 kg 4) 8,8×10-31 kg 5) 1,6×10-19 kg

Dat: l = 2,5×10-10 m	Soluţie: Energia fotonului: ; energia și masa sunt legate prin:

ε = mc 2. Apoi ; de aici (kg).

Răspuns:

3. Un fascicul de raze ultraviolete cu o lungime de undă de 1 × 10-7 m conferă unei suprafețe metalice o energie de 10-6 J în 1 secundă.Determinați puterea fotocurentului rezultat dacă efectul fotoelectric este cauzat de 1% din fotonii incidenti. .

1) 5×10-10 A 2) 6×10-14 A 3) 7×10-10 A 4) 8×10-10 A 5) 5×10-9 A

Dat: D t= 1 s W= 10-6 J N 2 = 0,01N 1

Soluţie: W = ε N 1, , unde W este energia tuturor fotonilor din fascicul, N 1 este numărul de fotoni din fascicul, este energia unui foton; ; N 2 = 0,01N 1; (DAR).

Cu o incidență perpendiculară (normală) a unui fascicul paralel de lumină monocromatică pe un rețele de difracție pe ecran în planul focal al lentilei convergente, situat paralel cu rețeaua de difracție, un model neomogen de distribuție a iluminării diferitelor părți ale ecranului ( modelul de difracție) se observă.

Principal maximele acestui model de difracție satisfac următoarele condiții:

Unde n este ordinul maximului principal de difracție, d - constanta (perioada) a rețelei de difracție, λ este lungimea de undă a luminii monocromatice,φ n- unghiul dintre normala la rețeaua de difracție și direcția până la maximul principal de difracție n th Ordin.

Constanta (perioada) a unui rețele de difracție cu o lungime l

unde N - numărul de fante (curse) pe secțiune a rețelei de difracție cu lungimea I.

Împreună cu lungimea de undăfrecventa folosita frecvent v valuri.

Pentru unde electromagnetice (lumină) în vid

unde c \u003d 3 * 10 8 m / s - viteza propagarea luminii în vid.

Să evidențiem din formula (1) cele mai dificile formule determinate matematic pentru ordinea maximelor principale de difracție:

unde denotă partea întreagă numerele d*sin(φ/λ).

Analogi subdeterminați ai formulelor (4, a,b) fără simbol [...] în părțile potrivite conțin pericolul potențial al înlocuirii unei operațiuni de alocare bazate pe fizic partea întreagă a numărului prin operație număr de rotunjire d*sin(φ/λ) la o valoare întreagă conform regulilor matematice formale.

Tendința subconștientă (urmă falsă) de a înlocui operația de extragere a părții întregi a numărului d*sin(φ/λ) operatie de rotunjire

acest număr la o valoare întreagă conform regulilor matematice este și mai îmbunătățit atunci când vine vorba de sarcini de testare tip B pentru a determina ordinea maximelor principale de difracție.

În orice sarcini de testare de tip B, valorile numerice ale mărimilor fizice necesarecu acordulrotunjite la valori întregi. Cu toate acestea, în literatura de specialitate nu există reguli uniforme pentru rotunjirea numerelor.

În cartea de referință a lui V. A. Gusev, A. G. Mordkovich despre matematică pentru studenți și manualul belarus L. A. Latotin, V. Ya. Chebotarevskii despre matematică pentru clasa a IV-a, sunt date în esență aceleași două reguli pentru rotunjirea numerelor. În ele sunt formulate după cum urmează: „La rotunjirea unei fracțiuni zecimale la o anumită cifră, toate cifrele care urmează acestei cifre sunt înlocuite cu zerouri, iar dacă sunt după virgulă zecimală, atunci sunt aruncate. Dacă prima cifră care urmează acestei cifre este mai mare sau egal cu cinci, atunci ultima cifră rămasă crește cu 1. Dacă prima cifră care urmează după această cifră este mai mică de 5, atunci ultima cifră rămasă nu este modificată.

În cartea de referință a lui M. Ya. Vygodsky despre matematica elementară, care a trecut prin douăzeci și șapte de ediții (!), este scris (p. 74): „Regula 3. Dacă numărul 5 este aruncat și nu există cifre semnificative. în spatele acestuia, apoi rotunjirea este efectuată la cel mai apropiat număr par, adică ultima cifră stocată rămâne neschimbată dacă este pară și se amplifică (crește cu 1) dacă este impară."

Având în vedere existența diferitelor reguli de rotunjire a numerelor, regulile de rotunjire a numerelor zecimale ar trebui formulate în mod explicit în „Instrucțiunile pentru studenți” atașate sarcinilor de testare centralizată în fizică. Această propunere capătă o relevanță suplimentară, deoarece nu numai cetățenii din Belarus și Rusia, ci și alte țări intră în universitățile din Belarus și sunt supuși unor teste obligatorii și nu se știe ce reguli de rotunjire au folosit atunci când studiau în țările lor.

În toate cazurile, numerele zecimale vor fi rotunjite conform reguli, dat în , .

După o digresiune forțată, să revenim la discuția despre problemele fizice luate în considerare.

Luând în considerare zero ( n= 0) a maximului principal și a aranjamentului simetric al maximelor principale rămase în raport cu acesta, numărul total de maxime principale observate din rețeaua de difracție este calculat prin formulele:

Dacă distanța de la rețeaua de difracție la ecranul pe care se observă modelul de difracție este notată cu H, atunci coordonatele maximului principal de difracție n Ordinea a treia când se numără de la maximul zero este egală cu

Dacă atunci (radian) și

Problemele legate de subiectul luat în considerare sunt adesea oferite la testele de fizică.

Să începem revizuirea cu o trecere în revistă a testelor rusești utilizate de universitățile din Belarus în stadiul inițial, când testarea în Belarus era opțională și a fost efectuată de instituții de învățământ individuale pe riscul și riscul lor ca alternativă la forma obișnuită scris-oral individuală. examen de admitere.

Testul #7

A32. Cel mai înalt ordin al spectrului care poate fi observat în difracția luminii cu o lungime de undă λ pe un rețele de difracție cu o perioadă d=3,5λ egală

1) 4; 2) 7; 3) 2; 4) 8; 5) 3.

Soluţie

Monocromaticfara lumina spectre Indiscutabil. În starea problemei, ar trebui să vorbim despre maximul principal de difracție de ordinul cel mai înalt pentru o incidență perpendiculară a luminii monocromatice pe un rețeau de difracție.

Conform formulei (4, b)

Dintr-o stare subdeterminată

pe mulțimea numerelor întregi, după rotunjire obținemn max=4.

Doar din cauza nepotrivirii părții întregi a numărului d/λ cu valoarea sa intreaga rotunjita, solutia corecta este ( n max=3) diferă de incorectă (nmax=4) la nivelul testului.

O miniatură uimitoare, în ciuda defectelor de redactare, cu o urmă falsă ajustată fin pentru toate cele trei versiuni de rotunjire a numerelor!

A18. Dacă constanta rețelei de difracție d= 2 μm, atunci pentru lumina albă incidentă în mod normal pe grătar este de 400 nm<λ < 700 нм наибольший полностью наблюдаемый порядок спектра равен

1)1; 2)2; 3)3; 4)4; 5)5.

Soluţie

Este evident că n cn \u003d min (n 1max, n 2max)

Conform formulei (4, b)

Rotunjirea numerelor d/λ la valori întregi conform regulilor - , obținem:

Datorită faptului că partea întreagă a numărului d/λ2 diferă de valoarea sa întreagă rotunjită, această sarcină vă permite să o faceți în mod obiectiv identifica solutia corecta(n cn = 2) din greșit ( n cn =3). Mare problemă cu o pistă falsă!

Testul CT 2002 nr. 3

LA 5. Găsiți cea mai înaltă ordine a spectrului pentru linia galbenă Na (λ = 589 nm) dacă constanta rețelei de difracție este d = 2 µm.

Soluţie

Sarcina este formulată științific incorect. În primul rând, la iluminarea rețelei de difracțiemonocromaticlumină, după cum s-a menționat mai sus, nu poate fi vorba de spectru (spectre). În starea problemei, ar trebui să vorbim despre ordinul cel mai înalt al maximului principal de difracție.

În al doilea rând, în condiția sarcinii trebuie indicat că lumina cade normal (perpendicular) pe rețeaua de difracție, deoarece doar acest caz special este luat în considerare la cursul de fizică al instituțiilor de învățământ secundar. Este imposibil să luați în considerare această restricție implicită: în teste, toate restricțiile trebuie specificate clar! Sarcinile de testare ar trebui să fie sarcini autonome, corecte din punct de vedere științific.

Numărul 3,4, rotunjit la o valoare întreagă conform regulilor aritmeticii - dă și 3. Exact prin urmare, această sarcină ar trebui recunoscută ca simplă și, în general, nereușită, deoarece la nivelul testului nu permite să se distingă în mod obiectiv soluția corectă, determinată de partea întreagă a numărului 3,4, de soluția greșită, determinată. prin valoarea întreagă rotunjită a numărului 3.4. Diferența este dezvăluită numai cu o descriere detaliată a cursului soluției, care este făcută în acest articol.

Adaosul 1. Rezolvați problema de mai sus prin înlocuirea în starea sa d=2 um până la d= 1,6 um. Răspuns: nmax = 2.

Testul CT 2002 4

LA 5. Lumina de la o lampă cu descărcare în gaz este direcționată către o rețea de difracție. Spectrele de difracție ale radiației lămpii sunt obținute pe ecran. Linie cu lungimea de undă λ 1 = 510 nm în spectrul de ordinul al patrulea coincide cu linia lungimii de undă λ2în spectrul de ordinul al treilea. Ce este egal cu λ2(în [nm])?

Soluţie

În această problemă, interesul principal nu este soluționarea problemei, ci formularea condițiilor acesteia.

Când este iluminat de un rețel de difracțienemonocromatic ușoară( λ1 , λ2) destul de este firesc să vorbim (să scriem) despre spectre de difracție, care, în principiu, nu există atunci când este iluminat un rețele de difracțiemonocromatic ușoară.

Starea sarcinii ar trebui să indice faptul că lumina de la lampa cu descărcare în gaz cade în mod normal pe rețeaua de difracție.

În plus, stilul filologic al celei de-a treia propoziții din temă ar fi trebuit schimbat. Taie linia turnover-ului auditiv cu o lungime de undă λ "" , ar putea fi înlocuită cu „o linie corespunzătoare radiației unei lungimi de undă λ "" sau, mai concis, „o linie corespunzătoare lungimii de undă λ "" .

Formulările testelor trebuie să fie corecte din punct de vedere științific și impecabile literar. Testele sunt formulate într-un mod complet diferit decât sarcinile de cercetare și olimpiade! În teste, totul ar trebui să fie precis, specific, lipsit de ambiguitate.

Ținând cont de clarificarea de mai sus a condițiilor sarcinii, avem:

Întrucât după condiţia atribuirii apoi

Testul CT 2002 nr. 5

LA 5. Găsiți cel mai înalt ordin al maximului de difracție pentru linia galbenă de sodiu cu o lungime de undă de 5,89·10 -7 m, dacă perioada rețelei de difracție este de 5 µm.

Soluţie

Comparativ cu sarcina LA 5 din testul nr. 3 din TsT 2002, această sarcină este formulată mai precis, însă, în condiția sarcinii, ar trebui să vorbim nu despre „maximul de difracție”, ci despre „ maxim de difracție principală".

Împreună cu principal maxime de difracție, există întotdeauna și secundar vârfuri de difracție. Fără a explica această nuanță într-un curs de fizică școlară, cu atât mai mult este necesar să se respecte cu strictețe terminologia științifică stabilită și să se vorbească numai despre principalele maxime de difracție.

În plus, trebuie subliniat că lumina cade în mod normal pe rețeaua de difracție.

Cu precizarile de mai sus

Dintr-o condiție nedefinită

conform regulilor de rotunjire matematică a numărului 8,49 la o valoare întreagă, obținem din nou 8. Prin urmare, această sarcină, ca și cea anterioară, ar trebui considerată nereușită.

Suplimentul 2. Rezolvați problema de mai sus, înlocuind în starea sa d \u003d 5 microni pe (1 \u003d Un micron. Răspuns:nmax=6.)

Beneficiu RIKZ 2003 Testul nr. 6

LA 5. Dacă al doilea maxim de difracție se află la o distanță de 5 cm de centrul ecranului, atunci cu o creștere a distanței de la rețeaua de difracție la ecran cu 20%, acest maxim de difracție va fi la o distanță de ... cm .

Soluţie

Condiția sarcinii este formulată nesatisfăcător: în loc de „maxim de difracție” ar trebui „maxim de difracție principală”, în loc de „din centrul ecranului” - „de la maximul de difracție principală zero”.

După cum se poate observa din figura dată,

De aici

Beneficiu RIKZ 2003 Testul nr. 7

LA 5. Determinați ordinul cel mai înalt al spectrului într-un rețele de difracție având 500 de linii pe 1 mm atunci când este iluminat cu lumină cu o lungime de undă de 720 nm.

Soluţie

Condiția sarcinii este formulată extrem de nereușit în termeni științifici (vezi clarificările sarcinilor nr. 3 și 5 din CT 2002).

Există, de asemenea, plângeri cu privire la stilul filologic al formulării sarcinii. În loc de expresia „într-o rețea de difracție” ar fi trebuit să se folosească expresia „dintr-o rețea de difracție”, iar în loc de „lumină cu o lungime de undă” - „lumină a cărei lungime de undă”. Lungimea de undă nu este sarcina pentru undă, ci principala sa caracteristică.

Sub rezerva unor clarificări

După toate cele trei reguli de mai sus pentru rotunjirea numerelor, rotunjirea numărului 2,78 la o valoare întreagă dă 3.

Ultimul fapt, chiar și cu toate deficiențele în formularea condiției sarcinii, îl face interesant, deoarece vă permite să o distingeți pe cea corectă la nivelul testului (nmax=2) și incorect (nmax=3) soluții.

Multe sarcini privind subiectul luat în considerare sunt cuprinse în CT 2005.

În condițiile tuturor acestor sarcini (B1), este necesar să se adauge cuvântul cheie „principal” înaintea expresiei „maxim de difracție” (a se vedea comentariile la sarcina B5 din CT 2002, Testul nr. 5).

Din păcate, în toate variantele testelor B1 ale CT 2005, valorile numerice d(l,N) și λ ales prost și dat întotdeauna în fracții

numărul de „zecimi” este mai mic de 5, ceea ce nu permite deosebirea operației de extragere a părții întregi a unei fracții (soluție corectă) de operația de rotunjire a fracției la o valoare întreagă (urmă falsă) la nivelul testului. Această împrejurare pune la îndoială oportunitatea utilizării acestor sarcini pentru un test obiectiv al cunoștințelor solicitanților cu privire la subiectul luat în considerare.

Se pare că compilatorii testelor s-au dus, la figurat vorbind, prin pregătirea diverselor „garnituri pentru preparat”, fără să se gândească la îmbunătățirea calității componentei principale a „mâncării” - selecția valorilor numerice. d(l,N)și λ pentru a crește numărul de „zecimi” în fracțiile d/ λ=l/(N* λ).

TT 2005 Opțiunea 4

ÎN 1. Pe un rețele de difracție, a cărui perioadăd1\u003d 1,2 μm, un fascicul normal paralel de lumină monocromatică cade cu o lungime de undă λ =500 nm. Daca este inlocuit cu o retea a carui perioadad2\u003d 2,2 μm, atunci numărul maximelor va crește cu ... .

Soluţie

În loc de „lumină cu o lungime de undă λ"" nevoie de „lungimea de undă a luminii λ "" . Stil, stil și mai mult stil!

pentru că

apoi, ținând cont de faptul că X este const, a d 2 >di,

Conform formulei (4, b)

Prin urmare, ∆Ntot. max=2(4-2)=4

Când rotunjim numerele 2,4 și 4,4 la valori întregi, obținem și 2 și, respectiv, 4. Din acest motiv, această sarcină ar trebui să fie recunoscută ca simplă și chiar nereușită.

Suplimentul 3. Rezolvați problema de mai sus prin înlocuirea în starea sa λ =500 nm pornit λ =433 nm (linie albastră în spectrul hidrogenului).

Răspuns: ΔN total. max=6

TT 2005 Opțiunea 6

ÎN 1. Pe un rețele de difracție cu o perioadă d= Fascicul de lumină monocromatic incident de 2 µm, în mod normal, cu lungime de undă λ =750 nm. Numărul de maxime care pot fi observate într-un unghi A\u003d 60 °, a cărei bisectoare este perpendiculară pe planul rețelei, este ... .

Soluţie

Expresia „lumină cu o lungime de undă λ " a fost deja discutat mai sus în TT 2005 Opțiunea 4.

A doua propoziție din condiția acestei sarcini ar putea fi simplificată și scrisă astfel: „Numărul maximelor principale observate în unghiul a = 60 °” și mai departe în textul sarcinii inițiale.

Este evident că

Conform formulei (4, a)

Conform formulei (5, a)

Această sarcină, ca și cea anterioară, nu permite obiectiv determina nivelul de înțelegere a subiectului în discuție de către solicitanți.

Anexa 4. Finalizați sarcina de mai sus, înlocuind în starea sa λ =750 nm activat λ = 589 nm (linia galbenă în spectrul sodiului). Răspuns: Nu o6sh \u003d 3.

TT 2005 Opțiunea 7

ÎN 1. pe un reţele de difracţie cuN 1- 400 de lovituri per l\u003d 1 mm lungime, un fascicul paralel de lumină monocromatică cade cu o lungime de undă λ =400 nm. Daca este inlocuit cu o retea avandN 2=800 de lovituri per l\u003d 1 mm lungime, atunci numărul maximelor de difracție va scădea cu ... .

Soluţie

Omitem discuția despre inexactități în formularea sarcinii, deoarece acestea sunt aceleași ca în sarcinile anterioare.

Din formulele (4, b), (5, b) rezultă că

(α) pe un rețele de difracție, lungimea de undă (λ), rețelele (d), unghiul de difracție (φ) și ordinea spectrului (k). În această formulă, produsul perioadei de rețea și diferența dintre unghiurile de difracție și incidență este echivalat cu produsul de ordinul spectrului prin lumina monocromatică: d*(sin(φ)-sin(α)) = k* λ.

Exprimați ordinea spectrului din formula dată la primul pas. Ca rezultat, ar trebui să obțineți o egalitate, pe partea stângă a cărei valoare va rămâne valoarea dorită, iar în partea dreaptă va fi raportul dintre produsul perioadei rețelei și diferența dintre sinusurile a două unghiuri cunoscute la lungimea de undă a luminii: k = d * (sin (φ) -sin (α)) /λ.

Deoarece perioada rețelei, lungimea de undă și unghiul de incidență în formula rezultată sunt constante, ordinea spectrului depinde numai de unghiul de difracție. În formulă, se exprimă printr-un sinus și se află la numărătorul formulei. Rezultă de aici că, cu cât este mai mare sinusul acestui unghi, cu atât este mai mare ordinul spectrului. Valoarea maximă pe care o poate lua un sinus este una, așa că înlocuiți sin(φ) cu unul în formula: k = d*(1-sin(α))/λ. Aceasta este formula finală pentru calcularea valorii maxime a ordinului spectrului de difracție.

Înlocuiți valorile numerice din condițiile problemei și calculați valoarea specifică a caracteristicii dorite a spectrului de difracție. În condițiile inițiale, se poate spune că lumina incidentă pe rețeaua de difracție este compusă din mai multe nuanțe cu lungimi de undă diferite. În acest caz, utilizați-o pe cea care are cea mai mică valoare în calcule. Această valoare se află în numărătorul formulei, deci cea mai mare valoare a perioadei spectrului se va obține la cea mai mică valoare a lungimii de undă.

Undele luminoase deviază de la calea lor rectilinie atunci când trec prin găuri mici sau trec prin obstacole mici. Acest fenomen apare atunci când dimensiunea obstacolelor sau găurilor este comparabilă cu lungimea de undă și se numește difracție. Sarcinile de determinare a unghiului de deviere a luminii trebuie rezolvate cel mai adesea în raport cu rețelele de difracție - suprafețe în care alternează zone transparente și opace de aceeași dimensiune.

Instruire

Aflați perioada (d) a rețelei de difracție - acesta este numele lățimii totale a unei benzi transparente (a) și a uneia opace (b): d \u003d a + b. Această pereche este de obicei numită o singură cursă de zăbrele, iar în numărul de lovituri pe . De exemplu, difracția poate conține 500 de curse pe 1 mm și apoi d = 1/500.

Pentru calcule contează unghiul (α) sub care pătrunde lumina în rețeaua de difracție. Se măsoară de la normal la suprafața rețelei, iar sinusul acestui unghi este implicat în formulă. Dacă în condițiile inițiale ale problemei se spune că lumina cade de-a lungul normalului (α=0), această valoare poate fi neglijată, întrucât sin(0°)=0.

Aflați lungimea de undă (λ) a rețelei de difracție a luminii. Aceasta este una dintre cele mai importante caracteristici care determină unghiul de difracție. Lumina solară normală conține un întreg spectru de lungimi de undă, dar în problemele teoretice și în lucrările de laborator, de regulă, vorbim despre o secțiune punctuală a spectrului - despre lumina „monocromatică”. Regiunea vizibilă corespunde lungimii de la aproximativ 380 până la 740 nanometri. De exemplu, una dintre nuanțele de verde are o lungime de undă de 550 nm (λ=550).