Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 9508
i

Ди­фрак­ци­он­ная ре­шет­ка, име­ю­щая 1000 штри­хов на 1 мм своей длины, осве­ща­ет­ся па­рал­лель­ным пуч­ком мо­но­хро­ма­ти­че­ско­го света с дли­ной волны 420 нм. Свет па­да­ет пер­пен­ди­ку­ляр­но ре­шет­ке. Вплот­ную к ди­фрак­ци­он­ной ре­шет­ке, сразу за ней, рас­по­ло­же­на тон­кая со­би­ра­ю­щая линза. За ре­шет­кой на рас­сто­я­нии, рав­ном фо­кус­но­му рас­сто­я­нию линзы, па­рал­лель­но ре­шет­ке рас­по­ло­жен экран, на ко­то­ром на­блю­да­ет­ся ди­фрак­ци­он­ная кар­ти­на.

 

Вы­бе­ри­те все вер­ные утвер­жде­ния.

 

1.  Мак­си­маль­ный по­ря­док на­блю­да­е­мых ди­фрак­ци­он­ных мак­си­му­мов равен 2.

2.  Если уве­ли­чить длину волны па­да­ю­ще­го света, то мак­си­маль­ный по­ря­док на­блю­да­е­мых ди­фрак­ци­он­ных мак­си­му­мов уве­ли­чит­ся.

3.  Если умень­шить длину волны па­да­ю­ще­го света, то рас­сто­я­ние на экра­не между ну­ле­вым и пер­вым ди­фрак­ци­он­ны­ми мак­си­му­ма­ми умень­шит­ся.

4.  Если за­ме­нить линзу на дру­гую, с бóльшим фо­кус­ным рас­сто­я­ни­ем, и рас­по­ло­жить экран так, чтобы рас­сто­я­ние от линзы до экра­на по-⁠преж­не­му было равно фо­кус­но­му рас­сто­я­нию линзы, то рас­сто­я­ние на экра­не между ну­ле­вым и пер­вым ди­фрак­ци­он­ны­ми мак­си­му­ма­ми умень­шит­ся.

5.  Если за­ме­нить ди­фрак­ци­он­ную ре­шет­ку на дру­гую, с бóльшим пе­ри­о­дом, то угол, под ко­то­рым на­блю­да­ет­ся пер­вый ди­фрак­ци­он­ный мак­си­мум, уве­ли­чит­ся.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Вна­ча­ле по­стро­им ход па­рал­лель­ных лучей от ис­точ­ни­ка, иду­щих через ди­фрак­ци­он­ную ре­шет­ку и линзу до экра­на, где на­блю­да­ет­ся спектр по­ряд­ка m. Пучок лучей после тон­кой линзы, со­глас­но пра­ви­лам по­стро­е­ния изоб­ра­же­ний в ней, со­би­ра­ет­ся в точку в фо­каль­ной плос­ко­сти линзы.

Со­глас­но ос­нов­но­му урав­не­нию d синус \varphi_m = m\lambda для углов от­кло­не­ния света с дли­ной волны \lambda ре­шет­кой с пе­ри­о­дом d, после нее в по­ряд­ке m по­лу­ча­ет­ся па­рал­лель­ный пучок света, иду­щий под таким углом \varphi, что  синус \varphi_m = m\lambda/d. Мак­си­маль­ный по­ря­док по­ря­док опре­де­ля­ет­ся со­от­но­ше­ни­ем:

m_\max мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: \lambda конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 420 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 9 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби \approx 2,38 \Rightarrow m_\max=2.

1  — верно.

Если уве­ли­чить длину волны па­да­ю­ще­го света, то мак­си­маль­ный по­ря­док на­блю­да­е­мых ди­фрак­ци­он­ных мак­си­му­мов не уве­ли­чит­ся. 2  — не­вер­но.

Если умень­шить длину волны па­да­ю­ще­го света, то со­глас­но ос­нов­но­му урав­не­нию это при­ве­дет к умень­ше­нию углов \varphi_m и, как след­ствие, рас­сто­я­ние между пер­вым и ну­ле­вым мак­си­му­мом на экра­не умень­шит­ся. 3  — верно.

Со­глас­но пра­ви­лам по­стро­е­ния лучей в со­би­ра­ю­щей линзе, линза с боль­шим фо­кус­ным рас­сто­я­ни­ем уве­ли­чит рас­сто­я­ние между ну­ле­вым и пер­вым мак­си­му­мом. 4  — не­вер­но.

Если за­ме­нить ди­фрак­ци­он­ную ре­шет­ку на ре­шет­ку с боль­шим пе­ри­о­дом, то со­глас­но ос­нов­но­му урав­не­нию это при­ве­дет к умень­ше­нию углов \varphi_m и, как след­ствие, мы будем на­блю­дать пер­вый ди­фрак­ци­он­ный мак­си­мум на экра­не под мень­шим углом. 5  — не­вер­но.

 

Ответ: 13.


Аналоги к заданию № 9508: 9540 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.6.11 Ди­фрак­ция света. Ди­фрак­ци­он­ная решётка