Estuda os problemas de exemplo de interferencia e difracción da luz (fenda única) e despois traballa nos problemas de interferencia e difracción da luz.
1. Unha luz cunha lonxitude de onda de 700 nm pasa a través dunha fenda cunha anchura de 0,2 mm. O patrón de difracción na pantalla está a unha distancia de 50 cm da fenda. Determina a distancia entre a segunda liña escura e a liña de luz principal.
Discusión
Preguntouse: e?
Resposta:
A anchura da fenda é moi pequena en comparación coa distancia entre a fenda e a pantalla (na figura a anchura da fenda amplíase), polo que o ángulo é moi pequeno. O ángulo é tan pequeno que o valor de sen theta está preto do valor da tanxente theta.
A distancia entre a liña brillante principal e a segunda liña escura é de 3,5 milímetros.
2. Unha única fenda cunha anchura de 0,1 mm está iluminada por luz monocromática e, nunha pantalla a 4 metros da fenda, pódense observar varias liñas, brillantes e escuras, como resultado da difracción. Se a distancia entre a segunda liña escura e a liña brillante principal é de 16 mm, determina a lonxitude de onda da luz!
Discusión
Sábese que:
d = 0,1 mm = 0,0001 m = 1 x 10-4 m
l = 4 m
n = 2
y = 16 mm = 16 x 10-3 m
Pregunta: cal é a lonxitude de onda da luz?
Resposta:
Lonxitude de onda da luz = 200 nanómetros
3. Mira a imaxe de embaixo!
Oco único Unha S de 0,2 mm de ancho é iluminada por un feixe de luz paralelo con λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m). O patrón de difracción resultante captúrase nunha pantalla a 60 cm da fenda. A distancia entre a segunda liña escura e a liña brillante central é…
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
C. 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm
Discusión
É coñecido :
λ = 500 nm = 500 x 10-9 m = 5 x 10-7 m
d = 0,2 mm = 0,2 x 10-3 m = 2 x 10-4 m
l = 60 cm = 0,6 m
n = 2
Preguntado/a : e?
Jawab :
A anchura da fenda é moi pequena en comparación coa distancia entre a fenda e a pantalla, polo que o ángulo é moi pequeno (a anchura da fenda na imaxe de arriba está ampliada). O ángulo é moi pequeno, polo que o valor de sen tía tanxente que se aproxima tía.
sen θ ≈ tan θ = y / l = y / 0,6
Fórmula de difracción de fenda única (mínimo):
d sen θ = n λ
(2 x 10-4)(y/0,6) = (2)(5 x 10-7)
(2 x 10-4) y = (0,6)(10 x 10-7)
(2 x 10-4) y = 6 x 10-7
y = (6 x 10-7) / (2 x 10-4)
y = 3 x 10-3
y = 0,003 metros
y = 3 milímetros
A resposta correcta é A.
4. Un feixe de luz monocromática cunha lonxitude de onda de 5000 Å (1 Å = 10 −10 m) que pasa a través dunha única fenda produce un patrón de difracción brillante de primeira orde como se mostra na figura. A anchura da fenda é…
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
C. 0,012 mm
D. 0,017 mm
E. 0,019 mm
Discusión
É coñecido :
λ = 5000 Å = 5000 x 10-10 m = 5 x 10-7 m
sen 30o = 0,5
n = 1
Preguntado/a : ancho do oco (d) ?
Jawab :
d sen θ = n λ
d (0,5) = (1)(5 x 10-7)
d = (5 x 10-7) / (0,5)
d = 10 x 10-7 m
d = 1 x 10-6 m
d = 1 x 10-3 mm
d = 0,001 mm
A resposta correcta é A.
Interferencia e difracción da luz: fenda única
1. Unha fenda cunha anchura de 0,5 mm está iluminada por luz que ten unha lonxitude de onda de 650 nm. O patrón de difracción na pantalla está a unha distancia de 50 cm da fenda. Determina a distancia entre a segunda liña escura e a liña de luz principal.
2. Unha única fenda cunha anchura de 0,4 mm está iluminada por luz monocromática e, nunha pantalla a 2 metros da rede de difracción, pódese observar un patrón de difracción brillante e escuro. Se a distancia entre a terceira liña escura e a liña brillante principal é de 20 mm, determina a lonxitude de onda da luz!
