Каково расстояние между экранами, при котором можно наблюдать интерференционные полосы за экраном с щелями, если
Каково расстояние между экранами, при котором можно наблюдать интерференционные полосы за экраном с щелями, если изображение Солнца, полученное через линзу с фокусным расстоянием f = 50 мм, точно совпадает с отверстием в экране, а расстояние между щелями d = 1 мм и угловой диаметр Солнца ψ ≈ 0,01?
Tainstvennyy_Rycar 11
Расстояние между экранами, при котором можно наблюдать интерференционные полосы, можно вычислить на основе условия минимального расстояния между соседними полосами интерференционной картины. Это условие находится в зависимости с расстоянием между щелями (d) и длиной волны света (λ).Формула для расчета минимального расстояния между полосами интерференционной картины имеет вид:
\(y = \frac{{\lambda \cdot L}}{{d}}\)
где y - минимальное расстояние между полосами, λ - длина волны света, L - расстояние от экрана до источника света.
Для определения длины волны света будем использовать соотношение:
\(\sin(\psi) = \frac{{\lambda}}{{d}}\)
Отсюда можно выразить длину волны света:
\(\lambda = d \cdot \sin(\psi)\)
Теперь мы можем найти минимальное расстояние между полосами, используя формулу, данную выше:
\(y = \frac{{d \cdot \sin(\psi) \cdot L}}{{d}}\)
Заметим, что d сокращается, и мы получаем:
\(y = \sin(\psi) \cdot L\)
Теперь мы знаем, что минимальное расстояние между полосами интерференционной картины равно \(y = \sin(\psi) \cdot L\).
Остается только найти расстояние между экранами, L. Для этого используем формулу тонкой линзы:
\(\frac{{1}}{{f}} = \frac{{1}}{{L_1}} + \frac{{1}}{{L_2}}\)
Так как Солнце и открытая щель находятся в одной плоскости, расстояние до линзы L_1 равно фокусному расстоянию f. Тогда:
\(\frac{{1}}{{f}} = \frac{{1}}{{f}} + \frac{{1}}{{L_2}}\)
Отсюда можно выразить расстояние L_2:
\(\frac{{1}}{{L_2}} = \frac{{1}}{{f}} - \frac{{1}}{{f}} = 0\)
Таким образом, расстояние от линзы до экрана L_2 равно нулю. Значит, расстояние между экранами L равно фокусному расстоянию f:
\(L = f = 50 \ мм = 0,05 \ метра\).
Итак, расстояние между экранами, при котором можно наблюдать интерференционные полосы за экраном с щелями, составляет 0,05 метра или 50 мм.