На дифракционную решетку, содержащую 100 штрихов на 1 мм, падает нормально монохроматический свет. Зрительная труба спектрометра  наведена на спектр второго порядка. Чтобы навести трубу на другой спектр второго порядка, ее нужно повернусь на угол 140. Определить длину световой волны.
от

1 Ответ

Дано:  
Число штрихов на 1 мм n = 100;  
Угол поворота зрительной трубы для наведения на другой спектр второго порядка Δφ = 140°.

Найти:  
Длину световой волны.

Решение:  
Используем формулу для условий интерференционного максимума на дифракционной решетке:
nλ = d * sin(θ),
где n - порядок максимума, λ - длина волны, d - расстояние между штрихами, θ - угол дифракции.

Поскольку мы рассматриваем спектр второго порядка, то для первого и второго максимумов (n=1,2) будем иметь:
1λ = d * sin(θ₁),
2λ = d * sin(θ₂).

Разделим уравнения друг на друга:
2λ / 1λ = (d * sin(θ₂)) / (d * sin(θ₁)),
2 = sin(θ₂) / sin(θ₁).

Так как углы θ₁ и θ₂ связаны с углом поворота зрительной трубы Δφ следующим образом:
θ₂ = θ₁ + Δφ,
то можно записать:
2 = sin(θ₁ + Δφ) / sin(θ₁).

Известно, что для малых углов sin(θ) ≈ θ (в радианах), поэтому:
2 = (θ₁ + Δφ) / θ₁,
2θ₁ = θ₁ + Δφ,
θ₁ = Δφ.

Теперь найдем длину световой волны, подставив значение угла θ₁:
1λ = d * sin(θ₁),
1λ = (1 / 1000) * sin(140°),
1λ ≈ 343 нм.

Ответ:  
Длина световой волны составляет примерно 343 нм.
от