Тема . №23 МКТ и Термодинамика. Электродинамика (Расчетная задача)
.07 Волновая оптика
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №23 мкт и термодинамика. электродинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#19547

Плоская монохроматическая световая волна с частотой      14
8,0⋅10  Гц падает по нормали на дифракционную решётку. Параллельно решётке позади неё размещена собирающая линза с фокусным расстоянием 21 см. Дифракционная картина наблюдается на экране в задней фокальной плоскости линзы. Расстояние между её главными максимумами 1-го и 2-го порядков равно 18 мм. Найдите период решётки. Ответ выразите в микрометрах (мкм), округлив до десятых. Считать для малых углов (φ< <1  ) в радианах) tgφ≈ sin φ≈ φ  .

Показать ответ и решение

Введем величины: d  — период дифракционной решетки, λ  — длина волны лучей, φ  — угол отклонения лучей, k  – порядок спектра. Запишем уравнение дифракционной решётки:

dsin φ= kλ.

Для k = 1  и k = 2  :

(
{dsin φ1 = 1⋅λ
(dsin φ2 = 2⋅λ

Так как считать для малых углов (φ << 1  ) в радианах) tgφ ≈ sinφ ≈ φ  , то:

(             λ
|{tgφ1 ≈ sinφ1 = d
|(tgφ ≈ sinφ  = 2λ
    2      2  d

При этом длина волны определяется формулой:

    v
λ = ν,

где ν  – частота, v = c  – скорость распространения волны, c  – скорость света.

(
|{       -c--
  tgφ1 ≈ ν ⋅d
|( tgφ2 ≈ -2c-
        ν ⋅d

PIC

Пусть F  – фокусное расстояние линзы, тогда максимумы на экране смещены на расстояния x1 = F ⋅tgφ1  , x2 = F ⋅tgφ2  от центрального максимума. По условию x2− x1 = Δx = 18  мм, то есть

                                    8
2Fc-− Fc-=Δx ⇒  d= -Fc-= --0,2114⋅3⋅10-−3 ≈4,4 мкм
 νd   νd           νΔx   8 ⋅10  ⋅18⋅10
Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: записана формула дифракционной решетки, описано нахождение угла α  в формуле дифракционной решетки, формула длины волны, формула нахождения расстояния смещения максимумов на экране)

II) Описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями.)

IV) Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. (В ответе обязательно указываются единицы измерений.)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. (не описаны вновь вводимые величины, которых нет в условии и КИМ)

ИЛИ

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.

ИЛИ

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

ИЛИ

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!