Preučite primere problemov interference in uklona svetlobe – ena sama reža , nato pa se posvetite problemom interference in uklona svetlobe.
1. Svetloba z valovno dolžino 700 nm prehaja skozi režo, ki ima širino 0,2 mm. Uklonski vzorec na zaslonu je oddaljen 50 cm od reže. Določite razdaljo med drugo temno črto in glavno svetlo črto.
Razprava
Vprašano: y?
Odgovor:
Širina reže je zelo majhna v primerjavi z razdaljo med režo in zaslonom (na sliki je širina reže povečana), zato je kot zelo majhen. Kot je tako majhen, da je vrednost sin theta blizu vrednosti tangente theta.
Razdalja med glavno svetlo črto in drugo temno črto je 3,5 milimetra.
2. Enojna reža širine 0,1 mm je osvetljena z monokromatsko svetlobo in na zaslonu, ki je od reže oddaljen 4 metre, lahko zaradi uklona opazimo različne črte, svetle in temne. Če je razdalja med drugo temno črto in glavno svetlo črto 16 mm, določite valovno dolžino svetlobe!
Razprava
Znano je, da:
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
Vprašanje: kakšna je valovna dolžina svetlobe?
Odgovor:
Valovna dolžina svetlobe = 200 nanometrov
3. Poglejte spodnjo sliko!
Ena vrzel 0,2 mm široko ploščo S osvetljuje vzporedni snop svetlobe z valovno dolžino λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m). Nastali difrakcijski vzorec se zajame na zaslonu 60 cm od reže. Razdalja med drugo temno črto in osrednjo svetlo črto je ...
A. 3,0 mm
B. 3,6 mm
Cca 4,8 mm
D. 5,8 mm
E. 6,0 mm
Razprava
Znano je :
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
Vprašal : y ?
Jawab :
Širina reže je zelo majhna v primerjavi z razdaljo med režo in zaslonom, zato je kot zelo majhen (širina reže na zgornji sliki je povečana). Kot je zelo majhen, zato je vrednost sin tit približevanje tangenti tit.
sin θ ≈ tan θ = y / l = y / 0,6
Formula za uklon na eni reži (minimalna):
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 metra
y = 3 milimetri
Pravilen odgovor je A.
4. Žarek monokromatske svetlobe z valovno dolžino 5000 Å (1 Å = 10 −10 m), ki prehaja skozi eno samo režo, ustvari svetel difrakcijski vzorec prvega reda, kot je prikazano na sliki. Širina reže je…
A. 0,001 mm
B. 0,004 mm
Cca 0,012 mm
D. 0,017 mm
E. 0,019 mm
Razprava
Znano je :
λ = 5000 Å = 5000 x 10-10 m = 5 x 10-7 m
brez 30o = 0,5
n = 1
Vprašal širina reže (d) ?
Jawab :
d sin θ = n λ
d (0,5) = (1)(5 x 10-7)
d = (5 x 10-7) / (0,5)
d = 10 × 10-7 m
d = 1 × 10-6 m
d = 1 × 10-3 mm
d = 0,001 mm
Pravilen odgovor je A.
Interferenca in uklon svetlobe – ena reža
1. Reža širine 0,5 mm je osvetljena s svetlobo z valovno dolžino = 650 nm. Difrakcijski vzorec na zaslonu je oddaljen 50 cm od reže. Določite razdaljo med drugo temno črto in glavno svetlo črto.
2. Enojna reža širine 0,4 mm je osvetljena z monokromatsko svetlobo in na zaslonu, ki je 2 metra oddaljen od difrakcijske rešetke, lahko opazimo svetel in temen difrakcijski vzorec. Če je razdalja med tretjo temno črto in glavno svetlo črto 20 mm, določite valovno dolžino svetlobe!
