Краткие ответы
- 1081: \(\lambda_{\text{возд}} \approx 0{,}61\ \text{мкм}\).
- 1094: Интерференция наблюдается из-за сложения волн, отражённых от верхней и нижней поверхностей воздушного клина.
- 1095: В верхней части плёнки её толщина изменяется быстрее, поэтому полосы расположены ближе.
- 1097: Более широкий спектр даст решётка с 100 штрихами на 1 мм.
1081
Частота света при переходе из воды в воздух не изменяется, а скорость и длина волны увеличиваются.
Для воды \(n \approx 1{,}33\):
\[ \lambda_{\text{возд}}=n\lambda_{\text{воды}}. \]
\[ \lambda_{\text{возд}}=1{,}33\cdot 0{,}46\approx 0{,}612\ \text{мкм}. \]
\[ \boxed{\lambda_{\text{возд}}\approx 0{,}61\ \text{мкм}} \]
Проверка: в воздухе длина волны должна быть больше, чем в воде.
1094
Волос создал между стеклянными пластинами воздушный клин: толщина воздушного слоя постепенно изменяется.
Свет отражается:
- от верхней поверхности воздушного слоя;
- от нижней поверхности воздушного слоя.
Эти два отражённых луча являются когерентными и могут интерферировать. Разность хода зависит от толщины слоя \(d\):
\[ \Delta \approx 2d. \]
Так как \(d\) меняется вдоль клина, в разных местах возникают максимумы и минимумы света — наблюдается интерференционная картина в виде полос.
1095
Для соседних интерференционных полос разность толщин плёнки постоянна:
\[ \Delta h=\frac{\lambda}{2n}. \]
Расстояние между полосами примерно равно
\[ \Delta x=\frac{\lambda}{2n\left|\frac{dh}{dx}\right|}. \]
Под действием силы тяжести мыльный раствор стекает вниз. Поэтому в верхней части плёнка тоньше, а её толщина изменяется с расстоянием быстрее:
\[ \left|\frac{dh}{dx}\right|_{\text{верх}} > \left|\frac{dh}{dx}\right|_{\text{низ}}. \]
Следовательно, расстояние между полосами вверху меньше.
1097
Период решётки:
\[ d=\frac{1}{N}. \]
Для решётки с 50 штрихами на 1 мм:
\[ d_1=\frac{1}{50}=0{,}02\ \text{мм}. \]
Для решётки со 100 штрихами на 1 мм:
\[ d_2=\frac{1}{100}=0{,}01\ \text{мм}. \]
Уравнение дифракционной решётки:
\[ d\sin\varphi=m\lambda. \]
Чем меньше период \(d\), тем больше угол отклонения и тем сильнее раздвигаются цвета спектра. Поэтому более широкий спектр даст решётка с
\[ \boxed{100\ \text{штрихами на 1 мм}}. \]
