Fizyka II OO/Ćwiczenia XII: Dyfrakcja na szczelinie oraz siatka dyfrakcyjna
Zadania do rozwiązania na ćwiczeniach
Zad. 1
Proszę obliczyć szerokość szczeliny, wiedząc, że pada na nią świtało o długości fali 599 [nm] a kąt między pierwszymi minimami dyfrakcyjnymi oddzielonymi centralnym maksimum wynosi 0,95 stopnia.
Zad. 2
Na szczelinę pada światło o długości fali 612 [nm], zaś ekran obserwacyjny oddalony jest od niej o 380 [mm]. Jaka jest szerokość szczeliny jeśli odległość pomiędzy drugim a czwartym minimum wynosi 0,15 [mm]. Pod jakim kątem znajduje się trzecie minimum dyfrakcyjne?
UWAGA: pamiętaj, że dla małych kątów obowiązuje zależność: sin x ≈ tg x ≈ x !
Zad. 3
Jaka jest odległość pomiędzy pierwszym i drugim minimum dyfrakcyjnym, jeśli na szczelinę o szerokości 1,11 [mm] pada światło o długości fali 610 [nm] a ekran znajduje się w odległości 290 [cm] od szczeliny?
Zad. 4
Pod jakim kątem znajduje się punkt na ekranie obserwacyjnym oddalony od centralnego maksimum o 9,8 [mm], jeśli na szczelinę o szerokości 0,021 [mm] pada światło o długości fali 519 [nm]? Przyjmij, że ekran znajduje się w odległości 345 [cm]. Ile wyniesie natężenie w tym punkcie w stosunku do natężenia centralnego maksimum?
Zad. 5
Na siatkę dyfrakcyjną zawierającą 950 szczelin o szerokości 250 [nm] ułożonych w odstępach 750 [nm] pada pod kątem prostym światło o długości 555 [nm]. Proszę obliczyć szerokość linii w pierwszym rzędzie oraz całkowitą liczbę rzędów wytarzanych przez tę siatkę.
Zadania domowe
Zad. 1
Jaką najmniejszą różnicę długości fali w okolicy 400 [nm] w drugim rzędzie widma rozdzieli 4 [mm] siatka, złożona z 555 szczelin na 1 [mm]? Proszę również obliczyć, jaką liczbę rzędów można obserwować przy jej zastosowaniu.
Zad. 2
Proszę obliczyć ile rzędów widma z zakresu widzialnego można obserwować używając siatki, która ma 380 szczelin na [mm]?
Zad. 3
Na siatkę dyfrakcyjną o długości 17 [mm] pada fala świetlna o długości 615 [nm]. Siatka dyfrakcyjna złożona jest z 5500 szczelin. Oblicz pod jakim kątem na ekranie występować będą maksima natężenia.
