На дифракционную решетку нормально падает свет с длиной волны λ = 550 нм. Непосредственно за решеткой находится тонкая линза с фокусным расстоянием F = 2,0 м, в фокальной плоскости которой установлен экран. Определите период дифракционной решетки, если на экране расстояние между дифракционным максимумом нулевого и первого порядков l = 11 см
от

1 Ответ

дано:  
λ = 550 нм = 550 · 10^-9 м (длина волны света)  
F = 2,0 м (фокусное расстояние линзы)  
l = 11 см = 0,11 м (расстояние между дифракционными максимумами)

найти:  
период дифракционной решетки d.

решение:

1. Расстояние между дифракционными максимумами для n-го порядка в фокальной плоскости линзы можно выразить через период решетки и угол дифракции:

l = F * tan(θ_n).

2. Для малых углов можно использовать приближение tan(θ) ≈ sin(θ), тогда:

l ≈ F * sin(θ_n).

3. Угол θ для первого максимума (n = 1) определяется уравнением:

d * sin(θ_n) = n * λ.

Для первого максимума (n = 1):

sin(θ_1) = λ / d.

4. Подставим это выражение в формулу для l:

l ≈ F * (λ / d).

5. Теперь выразим d:

d = F * (λ / l).

6. Подставим известные значения:

d = 2,0 * (550 · 10^-9) / 0,11.

7. Вычислим d:

d = (2,0 * 550 · 10^-9) / 0,11
= 1,0 · 10^-6 м
≈ 1,0 мм.

ответ:  
период дифракционной решетки составляет примерно 1,0 мм.
от