Дифракционная картина получена с помощью решетки длиной l= 1,5 см и периодом d=  5  мкм.  Определить,  в  спектре  какого  наименьшего  порядка  этой  картины  получатся раздельные изображения двух спектральных линий с разностью длин волн  0,1 нм, если линии лежат в крайней красной части спектра (760 нм).
от

1 Ответ

Дано:
l = 1,5 см = 0,015 м
d = 5 мкм = 5 * 10^(-6) м
Δλ = 0,1 нм = 0,1 * 10^(-9) м
λ = 760 нм = 760 * 10^(-9) м

Найдем наименьший порядок спектра, при котором получатся раздельные изображения двух спектральных линий с разностью длин волн Δλ.

Для дифракции на решетке имеем условие интерференции максимумов разных порядков:
d*sin(θ) = m*λ

где:
d - период решетки
θ - угол дифракции
m - порядок спектра
λ - длина волны света

Раздельные изображения линий с разностью длин волн Δλ можно получить, если условие дифракции выполнится для λ и (λ-Δλ):
d*sin(θ) = m*λ
d*sin(θ) = (m+q)*(λ - Δλ)

где q - разность порядков спектров для различных длин волн.
Выразим разность порядков спектров (q):
q = Δλ/Δλ = 0,1 * 10^(-9) / 760 * 10^(-9) = 0,1 / 760 ≈ 0,000132

Теперь можем найти наименьший порядок спектра, при котором можно получить раздельные изображения линий:
d*sin(θ) = m*λ
d*sin(θ) = (m+0,000132)*(λ - 0,1*10^(-9))

m*(760 * 10^(-9)) = (m+0,000132)*(760 * 10^(-9) - 0,1 * 10^(-9))

760m = 760m + 0,1m + 0,00009952

0,1m = 0,00009952
m = 0,00009952 / 0,1 ≈ 0,0009952

m ≈ 1

Таким образом, наименьший порядок спектра, при котором получатся раздельные изображения двух спектральных линий с разностью длин волн 0,1 нм, равен приблизительно 1.

Ответ: 1.
от