Для решения задачи о дифракции света применим уравнение дифракционной решетки. Дифракционная решетка — это устройство, которое позволяет наблюдать дифракцию и интерференцию света.
Уравнение дифракционной решетки
Уравнение, описывающее дифракцию на решетке, можно записать как:
[
d \cdot \sin(\phi) = m \cdot \lambda
]
где:
- ( d ) — период решетки (расстояние между соседними линиями),
- ( \phi ) — угол дифракции,
- ( m ) — порядок максимума (в данном случае это 4 для четвертого порядка),
- ( \lambda ) — длина волны света.
Данные из задачи
Из условия задачи мы знаем:
- ( d = 4,0 , \mu m = 4,0 \times 10^{-6} , m )
- ( \phi = 60^\circ )
- ( m = 4 )
Применение формулы
Теперь подставим известные значения в формулу:
- Находим синус угла:
[
\sin(60^\circ) = \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 0.866
]
- Подставляем в уравнение:
[
4,0 \times 10^{-6} \cdot 0.866 = 4 \cdot \lambda
]
- Упростим:
[
3.464 \times 10^{-6} = 4 \cdot \lambda
]
- Найдем длину волны ( \lambda ):
[
\lambda = \frac{3.464 \times 10^{-6}}{4} = 8.66 \times 10^{-7} , m = 866 , nm
]
Ответ
Таким образом, длина световой волны составляет 866 нм, что соответствует красному диапазону видимого света.
Заключение
Мы использовали уравнение дифракционной решетки для нахождения длины волны света, зная период решетки и угол дифракции. Этот подход позволяет легко решать подобные задачи в области физики. Если у вас есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другими задачами — не стесняйтесь спрашивать!