Page 34

Задачі для самостійного розвязування

Дифракція

ІІ рівень

91. Між точковим джерелом світла та екраном помістили діафрагму з круглим отвором, радіус   якого можна змінювати у процесі досліду. Відстань від діафрагми до джерела та екрану дорівнює  та . Визначити довжину хвилі світла, якщо максимум освітленості в центрі дифракційної картини на екрані спостерігається при  та наступний максимум при . ()

92. Радіус  четвертої зони Френеля для плоского хвильового фронту дорівнює . Визначити радіус  шостої зони Френеля. ()

93. На діафрагму з круглим отвором діаметром  падає нормально паралельний пучок променів монохроматичного світла . Точка спостереження знаходиться на осі отвору на відстані  від нього. Скільки зон Френеля вкладається у отвір? Темна чи світла пляма буде отримана в центрі дифракційної картини, якщо у місці спостереження помістити екран? ()

94. Плоска світлова хвиля  падає нормально на діафрагму з круглим отвором діаметром . На якій відстані  від отвору повинна знаходитись точка спостереження, щоб отвір відкривав одну зону Френеля?

()

95. Плоска світлова хвиля  падає нормально на діафрагму з круглим отвором діаметром . На якій відстані  від отвору повинна знаходитись точка спостереження, щоб отвір відкривав дві зони Френеля? ()

96. Плоска світлова хвиля  падає нормально на діафрагму з круглим отвором радіусом . Визначити відстані , ,  від діафрагми до трьох найбільш віддалених від неї точок, в яких спостерігаються мінімуми інтенсивності. (; ; )

97. Точкове джерело  світла , плоска діафрагма з круглим отвором радіусом  та екран розташовані, так як показано на рисунку . Визначити відстань  від екрана до діафрагми, при якій отвір відкривав би для точки  три зони Френеля. ()

98. На вузьку щілину падає нормально монохроматичне світло. Кут  відхилення пучків світла відповідає другій світлій дифракційній смузі, дорівнює . Скільки довжин хвиль падаючого світла дорівнює ширині щілини? ()

99. Знайти кутову відстань між головним максимумом та найближчим до нього мінімумом дифракційної гратки.

100.  При нормальному падінні світла на дифракційну гратку кут дифракції для лінії  у другому порядку дорівнює . Знайти кут дифракції для лінії  у третьому порядку. ()

101. Світло з довжиною хвилі  падає нормально на дифракційну гратку. Знайти її період, якщо одному з фраунгоферових максимумів відповідає кут дифракції  та найбільший порядок спектру дорівнює п’яти. ()

102. Визначити довжину хвилі монохроматичного світла, що падає нормально на дифракційну гратку з періодом , якщо кут між напрямками на фраунгоферові максимуми першого та другого порядків .

()

103. На дифракційну гратку, що містить  штрихів на , падає нормально монохроматичне світло. Зорова труба спектрометра наведена на максимум того ж порядку, її потрібно повернути на кут . Визначити довжину хвилі  світла. ()

104. Дифракційна гратка освітлена монохроматичним світлом, що падає нормально. В дифракційній картині максимум другого порядку відхилений на кут . На який кут  відхилений максимум третього порядку? ()

105. На дифракційну гратку, що містить  штрихів на , падає нормально монохроматичне світло . Знайти загальне число дифракційних максимумів, які дає ця гратка. Визначити кут  дифракції, що відповідає останньому максимуму. ()

106. При освітленні дифракційної гратки білим світлом спектри другого та третього порядків частково перекривають один одного. На яку довжину хвилі в спектрі другого порядку накладається фіолетова межа  спектру третього порядку? ()

107. На дифракційну гратку з періодом під кутом  падає монохроматичне світло з довжиною хвилі . Визначити кут  дифракції, що відповідає другому головному максимуму. ()

108. На грань кристалу кам’яної солі падає паралельний пучок рентгенівського випромінювання. Визначити відстань  між атомними площинами кристалу, якщо дифракційний максимум другого порядку спостерігається, коли випромінювання падає під кутом  до поверхні кристалу. ()

109. Яка довжина хвилі  монохроматичного рентгенівського випромінювання, що падає на кристал кальциту, якщо дифракційний максимум першого порядку спостерігається, коли кут  між напрямком падаючого випромінювання та гранню кристала дорівнює ? Відстань  між атомними площинами кристалу прийняти рівною . ()

110. Паралельний пучок рентгенівського випромінювання падає на грань кристалу. Під кутом  до площини грані спостерігається максимум першого порядку. Відстань  між атомними площинами кристалу . Визначити довжину хвилі  рентгенівського випромінювання. ()

111. Дифракційна картина отримана за допомогою дифракційної гратки довжиною  та періодом . Визначити, в спектрі якого найменшого порядку цієї картини можна отримати окремі зображення двох спектральних ліній з різницею довжин хвиль , якщо лінії лежать у крайній частині спектру . ()

112. На діафрагму з круглим отвором радіусом падає нормально паралельний пучок світла довжиною хвилі . На шляху променів, які пройшли через отвір, розміщують екран. Визначити максимальну відстань  від центра отвору до екрана, при якій в центрі дифракційної картини ще буде спостерігатися темна пляма. ()

113. На дифракційну гратку нормально до її поверхні падає паралельний пучок світла з довжиною хвилі . Розміщена поблизу гратки лінза проектує дифракційну картину на плоский екран, який віддалений від лінзи на . Відстань  між двома максимумами інтенсивності першого порядку, які спостерігаємо на екрані, дорівнює  (рисунок). Визначити: 1) постійну  дифракційної гратки; 2) число  штрихів на ; 3) число максимумів, які при цьому дає дифракційна гратка; 4) максимальний кут  відхилення променів, які відповідають останньому дифракційному мінімуму.

( ;  )

114. На якій відстані  одна від одної будуть знаходитись на екрані дві лінії ртутної дуги  в спектрі першого порядку, який отриманий за допомогою дифракційної гратки? Фокусна відстань лінзи, що проектує спектр на екран, . Стала гратки . ()

115. На дифракційну гратку нормально падає пучок світла. Червону лінію  видно в спектрі третього порядку під кутом . Яку спектральну лінію  видно під тим же кутом в спектрі четвертого порядку? Яке число штрихів  на одиницю довжини має дифракційна гратка? Знайти кутову дисперсію  цієї гратки для довжини хвилі  в спектрі третього порядку.

()

116. Для якої довжини хвилі  дифракційна гратка має кутову дисперсію  в спектрі третього порядку? Стала гратки . ()

117. Дифракція спостерігається на відстані  від точкового джерела монохроматичного світла . Посередині між джерелом світла та екраном знаходиться непрозорий диск діаметром . Визначити відстань , якщо диск закриває тільки центральну зону Френеля.

()

118. Визначити довжину хвилі монохроматичного світла, що падає нормально на дифракційну гратку, яка має  штрихів на , якщо кут між напрямками на максимуми першого та другого порядків складає . ()

119. Порівняйте найбільшу роздільну здатність для червоної лінії кадмію  двох дифракційних граток однакової довжини , але різних періодів . ()

120. Кутова дисперсія дифракційної гратки для  в спектрі другого порядку дорівнює . Визначити постійну дифракційної гратки. ()