Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д25 C5 № 31429
i

Воз­душ­ная приз­ма с пре­лом­ля­ю­щим углом  альфа =0,1 гра­ду­сов, огра­ни­чен­ная двумя тон­ки­ми стек­лян­ны­ми пла­стин­ка­ми, лежит на го­ри­зон­таль­ной за­чер­нен­ной плос­ко­сти. Свер­ху, из воз­ду­ха, на ее пе­ред­нюю на­клон­ную грань па­да­ет вер­ти­каль­ный па­рал­лель­ный пучок мо­но­хро­ма­ти­че­ско­го света ртут­ной лампы с дли­ной волны \lambda_1=546нм (зе­ле­ная линия ртути). После от­ра­же­ния света от приз­мы на ее верх­ней по­верх­но­сти на­блю­да­ет­ся си­сте­ма свет­лых и тем­ных полос, па­рал­лель­ных ребру приз­мы. На сколь­ко из­ме­нит­ся рас­сто­я­ние между со­сед­ни­ми свет­лы­ми по­ло­са­ми, если для их на­блю­де­ния на­чать ис­поль­зо­вать свет с дли­ной волны \lambda_1=589нм (жел­тая линия на­трия)?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Свет­лые и тем­ные по­ло­сы, на­блю­да­е­мые на верх­ней по­верх­но­сти приз­мы, воз­ни­ка­ют из-⁠за ин­тер­фе­рен­ции лучей, от­ра­жен­ных от верх­ней и ниж­ней стек­лян­ных пла­сти­нок приз­мы.

2.  Усло­вие на­блю­де­ния свет­лой по­ло­сы на рас­сто­я­нии x от ребра приз­мы имеет вид \Delta_св=m\lambda, тем­ной  — \Delta_т= левая круг­лая скоб­ка m плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \lambda, сле­ду­ю­щей свет­лой  — \Delta_св= левая круг­лая скоб­ка m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \lambda, так что на пе­ри­о­де полос раз­ность хода \Delta лучей ме­ня­ет­ся на \lambda.

3.  Ввиду ма­ло­сти пре­лом­ля­ю­ще­го угла α воз­душ­ной приз­мы с по­ка­за­те­лем пре­лом­ле­ния n\approx 1 и малой тол­щи­ны стек­лян­ных пла­сти­нок, об­ра­зу­ю­щих ее грани, можно счи­тать, что \Delta \approx 2d, где тол­щи­на слоя воз­ду­ха d между пла­стин­ка­ми про­пор­ци­о­наль­на рас­сто­я­нию от ребра приз­мы: d\approx альфа x.

4.  От­сю­да по­лу­ча­ем, что из­ме­не­ние раз­но­сти хода лучей на пе­ри­о­де полос равно 2 альфа дель­та x=\lambda, и пе­ри­од полос равен  дель­та x= дробь: чис­ли­тель: \lambda, зна­ме­на­тель: 2 альфа конец дроби .

5.  Из­ме­не­ние ши­ри­ны ин­тер­фе­рен­ци­он­ных полос при за­ме­не ис­точ­ни­ка света со ртут­но­го на на­три­е­вый равно, таким об­ра­зом,

 дель­та x_2 минус дель­та x_1= дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка \lambda_2 минус \lambda_1 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 альфа конец дроби .

6.  Окон­ча­тель­но по­лу­ча­ем, под­став­ляя чис­лен­ные дан­ные из усло­вия (с уче­том того, что  альфа =0,1 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 1800 конец дроби \approx 1,7444 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка :

 дель­та x_2 минус дель­та x_1= дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка \lambda_2 минус \lambda_1 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 альфа конец дроби \approx дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 589 минус 546 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 9 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 1,7444 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби \approx 12,3мкм.

Ответ: 12,3 мкм.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния от­ве­та на за­да­ние С6 Баллы
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: при­чи­на воз­ник­но­ве­ния ин­тер­фе­рен­ци­он­ной кар­ти­ны, усло­вие на­блю­де­ния

мак­си­му­ма ин­тер­фе­рен­ци­он­ной кар­ти­ны, пре­лом­ле­ние света на приз­ме с малым пре­лом­ля­ю­щим углом);
II) опи­са­ны все вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, и обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи);
III) про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния (до­пус­ка­ет­ся вер­баль­ное ука­за­ние на их про­ве­де­ние) и рас­че­ты, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му чис­ло­во­му от­ве­ту (до­пус­ка­ет­ся ре­ше­ние «по ча­стям» с про­ме­жу­точ­ны­ми вы­чис­ле­ни­я­ми);
IV) пред­став­лен пра­виль­ный ответ с ука­за­ни­ем еди­ниц из­ме­ре­ния ис­ко­мой ве­ли­чи­ны.

3
Пра­виль­но за­пи­са­ны все не­об­хо­ди­мые по­ло­же­ния тео­рии, фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, и про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые пре­об­ра­зо­ва­ния. Но име­ют­ся сле­ду­ю­щие не­до­стат­ки.
За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

ИЛИ

В ре­ше­нии лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), не от­де­ле­ны от ре­ше­ния (не за­черк­ну­ты, не за­клю­че­ны в скоб­ки, рамку и т. п.).

ИЛИ

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) пре­об­ра­зо­ва­ния/вы­чис­ле­ния не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка.

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.
Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи, и от­ве­та.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния за­да­чи (или утвер­жде­ние, ле­жа­щее в ос­но­ве ре­ше­ния), но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мых для ре­ше­ния за­да­чи (или в утвер­жде­нии, ле­жа­щем в ос­но­ве ре­ше­ния), до­пу­ще­на ошиб­ка, но при­сут­ству­ют ло­ги­че­ски вер­ные пре­об­ра­зо­ва­ния с име­ю­щи­ми­ся фор­му­ла­ми, на­прав­лен­ные на ре­ше­ние за­да­чи.

1
Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1, 2, 3 балла 0
Мак­си­маль­ное ко­ли­че­ство бал­лов 3

Аналоги к заданию № 31429: 31574 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.6.10 Ин­тер­фе­рен­ция света. Ко­ге­рент­ные ис­точ­ни­ки