Fizika_2_2009 / 1

1.3. Дифракция волн

1. В чем заключается принцип Гюйгенса?

2. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.

3. Объясните попадание света в область геометрической тени с помощью принципа Гюйгенса.

4. Что такое дифракция?

5. Дайте определение дифракции Френеля и дифракции Фраунгофера.

6. В чем заключается метод зон Френеля?

7. Почему в методе зон Френеля они выбираются таким образом, чтобы расстояния от соседних зон различались на /2?

8. Как связаны между собой амплитуды колебаний, приходящих в рассматриваемую точку от соседних зон Френеля?

9. При каком количестве зон Френеля в рассматриваемой точке будет наблюдаться светлое пятно? Темное пятно?

10. Условие дифракционного минимума от одной щели.

11. Как связана разность хода с разностью фаз в световой волне?

12. Что собой представляет дифракционная решетка?

13. Что такое период дифракционной решётки?

14. Условие главных дифракционных максимумов от дифракционной решетки.

15. Почему при прохождении света через дифракционную решетку естественный свет разлагается в спектр?

16. Что называется разрешающей способностью дифракционной решётки?

17. Почему существует предел разрешающей способности оптических приборов?

18. Если период дифракционной решётки 3,6 мкм, то свет какой длины волны будет наблюдаться в третьем порядке дифракции?

19. Расстояние между штрихами дифракционной решётки d = 4 мкм. На решётку падает нормально свет с длиной волны  = 0,6 мкм. Максимум какого наибольшего порядка даёт эта решётка?

20. Вычислите радиус пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта, если точка наблюдения находится на расстоянии 1 м от фронта волны. Длина волны равна 0,5 мкм.

21. Постоянная дифракционной решётки в 4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами.

22. На щель падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны . Ширина щели равна 6. Под каким углом будет наблюдаться третий дифракционный минимум спектра?

23. На дифракционную решетку нормально падает пучок света от разрядной трубки, наполненной гелием. На какую линию в спектре третьего порядка накладывается красная линия гелия ( = 6,7·10-5 см) спектра второго порядка?

24. Найти наибольший порядок спектра для жёлтой линии натрия λ = 5890Å, если постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм.

25. Обоснуйте возможность использования дифракционной решётки в спектральных приборах вместо призмы для разложения света в спектр.

26. Дифракционный максимум второго порядка дифракционной решетки наблюдается под углом 30º. Сколько штрихов на 1 мм имеет эта решетка, если длина волны падающего излучения равна 0,5 мкм?

27. Постоянная дифракционной решетки d = 2·10 ^–6 м. Какую наибольшую длину волны можно наблюдать в спектре этой решетки?

28. Дифракционная решётка имеет 125 штрихов на 1 мм её длины. При освещении решётки светом длиной волны 420 нм на экране, расположенном на расстоянии 2,5 м от решётки, видны синие линии. Определите расстояние от центральной линии до первой линии на экране.

29. На щель шириной 0,1 мм нормально падает параллельный пучок света от монохроматического источника с λ = 0,6 мкм. Чему равна ширина центрального максимума в дифракционной картине, проецируемой с помощью линзы, находящейся непосредственно за щелью, на экран, отстоящий от линзы на расстоянии L = 1 м?

30. Чему равен радиус третьей зоны Френеля для плоского волнового фронта (λ = 0,6 мкм) для точки, находящейся на расстоянии b = 1 м от фронта волны?

31. Дифракционная решетка с 5500 штрих/см имеет ширину 3,6 см. На решетку падает свет с длиной волны 624 нм. На сколько могут различаться две длины волны, если их надо разрешить в любом порядке?

32. Какова должна быть постоянная дифракционной решетки, чтобы в первом порядке были разрешены линии спектра калия ₁ = 404,4 нм и ₂ = 404,7 нм? Ширина решетки l =3 см.

33. При падении света с длиной волны 0,5 мкм на дифракционную решетку третий дифракционный максимум наблюдается под углом 30º. Чему равна постоянная дифракционной решетки?

34. Постоянная дифракционной решетки d = 2·10 ^–6 м. Какой наибольший порядок спектра можно видеть при освещении её светом длиной волны 1 мкм?

35. Определите радиус четвертой зоны Френеля, если радиус второй зоны Френеля для плоского волнового фронта равен 2 мм.

36. Определите постоянную дифракционной решетки, если она в первом порядке разрешает две спектральные линии калия (₁ = 578 нм и ₂ = 580 нм). Длина решетки 1 см.

2