Дифракционная решётка 500 штрихов на мм: угол максимума второго порядка
Условие
На дифракционную решётку, у которой 500 штрихов приходится на каждый миллиметр, нормально падает монохроматический свет с длиной волны 500 нм. Найдите период решётки, угол, под которым виден главный максимум второго порядка, и наибольший порядок максимума, который с этой решёткой ещё можно наблюдать.
Ответ
d = 2 мкм; φ₂ = 30°; наибольший наблюдаемый порядок k = 3.
Решение по шагам
Шаг 1. Считаем период решётки
Период (постоянная) решётки — расстояние между соседними штрихами. Если на длину мм приходится штрихов, то
Сразу переведём и длину волны: нм м.
Шаг 2. Условие главных максимумов
При нормальном падении света главные максимумы видны под углами, удовлетворяющими условию
Отсюда рабочая формула:
Заметим полезное отношение: — то есть каждый следующий порядок добавляет к синусу 0,25.
Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:
- Шаг 3. Угол максимума второго порядка
- Шаг 4. Наибольший наблюдаемый порядок
- Шаг 5. Сколько всего пятен на экране
Бесплатно · займёт минуту
Частые ошибки
- ✗
Подставляют в формулу число штрихов вместо периода: период равен d = 1/N, а не N.
- ✗
Смешивают единицы — оставляют λ в нанометрах, а d в микрометрах; обе величины нужно свести к метрам.
- ✗
Записывают в ответ k = 4: при sin φ = 1 максимум уходит под 90° вдоль решётки и на экране не виден.