Pelajari dæmi um truflun og ljósbrot - ein rauf, og síðan vinna með truflanir og ljósbrot.
1. Ljós með bylgjulengd 700 nm fer í gegnum rauf sem er 0,2 mm breið. Ljósbrotsmynstrið á skjánum er í 50 cm fjarlægð frá raufinni. Ákvarðið fjarlægðina milli annarrar dökku línunnar og aðalljóslínunnar.
Umræða
Spurði: já?
Svar:
Breidd raufarinnar er mjög lítil miðað við fjarlægðina milli raufarinnar og skjásins (á myndinni er breidd raufarinnar stækkuð) þannig að hornið er mjög lítið. Hornið er svo lítið að gildi sin theta er nálægt gildi tangens theta.
Fjarlægðin milli aðalbjörtu línunnar og annarrar dökku línunnar er 3,5 millimetrar.
2. Ein rauf með breidd 0,1 mm er lýst upp með einlita ljósi og á skjá 4 metra frá raufinni má sjá ýmsar línur, bjartar og dökkar, vegna ljósbrots. Ef fjarlægðin milli annarrar dökku línunnar og aðal björtu línunnar er 16 mm, ákvarðaðu þá bylgjulengd ljóssins!
Umræða
Það er vitað að:
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
Spurt: hver er bylgjulengd ljóss?
Svar:
Ljósbylgjulengd = 200 nanómetrar
3. Skoðið myndina hér fyrir neðan!
Einfalt bil 0,2 mm breitt S er lýst upp með samsíða ljósgeisla með λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m). Útkomandi dreifingarmynstur er tekið upp á skjá 60 cm frá raufinni. Fjarlægðin milli annarrar dökku línunnar og miðlægu björtu línunnar er…
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
Um það bil 4,8 mm
Þvermál 5,8 mm
E. 6,0 mm
Umræða
Það er vitað :
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
Spurði já?
Jawab :
Breidd raufarinnar er mjög lítil miðað við fjarlægðina milli raufarinnar og skjásins þannig að hornið er mjög lítið (breidd raufarinnar á myndinni að ofan er stækkuð). Hornið er mjög lítið þannig að gildi sin frænku nálgast snertil frænku.
sin θ ≈ tan θ = y / l = y / 0,6
Formúla fyrir einrifsdreifingu (lágmark):
d sin 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 metrar
y = 3 millimetrar
Rétta svarið er A.
4. Einlita ljósgeisli með bylgjulengd 5000 Å (1 Å = 10-10 m) að fara í gegnum eina rauf myndar fyrsta stigs bjart ljósbrotsmynstur eins og sýnt er á myndinni. Breidd raufarinnar er…
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
Um það bil 0,012 mm
Þvermál 0,017 mm
E. 0,019 mm
Umræða
Það er vitað :
λ = 5000 Å = 5000 x 10-10 m = 5 x 10-7 m
synd 30o = 0,5
n = 1
Spurði : bilbreidd (d) ?
Jawab :
d sin 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
Rétta svarið er A.
Ljósbreiðslur og ljósbrot – ein rif
1. Rif með breidd 0,5 mm er lýst upp með ljósi sem hefur bylgjulengd = 650 nm. Ljósbrotsmynstrið á skjánum er í 50 cm fjarlægð frá rifunni. Ákvarðið fjarlægðina milli annarrar dökku línunnar og aðalljóslínunnar.
2. Ein rauf með breidd 0,4 mm er lýst upp með einlita ljósi og á skjá 2 metra frá ljósbrotsgrindinni sést bjart og dökkt ljósbrotsmynstur. Ef fjarlægðin milli þriðju dökku línunnar og aðal björtu línunnar er 20 mm, ákvarðaðu þá bylgjulengd ljóssins!
