23. Молекулярная физика. Электродинамика: расчетная задача: #215751
На дифракционную решетку, имеющую $200$ штрихов на $1 \space \text{мм},$ перпендикулярно ее поверхности падает луч света, длина волны которого $\lambda = 480 \space \text{нм}.$ Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?
$1)$ Находим период дифракционной решетки:
$$d = \dfrac{1 \space \text{мм}}{200} = \dfrac{10^{-3}}{200} = 5 \cdot 10^{-6} \space \text{м}$$
$2)$ Условие максимумов дифракционной решетки:$$d \sin \alpha = k \lambda$$ где $k$ — порядок дифракционного максимума.
$3)$ Максимальное значение синуса угла дифракции:$$\sin \alpha \leq 1$$
$4)$ Из условия максимума получаем ограничение:$$k \leq \dfrac{d}{\lambda}$$
$5)$ Подставляем числовые значения:$$k \leq \dfrac{5 \cdot 10^{-6}}{480 \cdot 10^{-9}} = \dfrac{5 \cdot 10^{-6}}{4.8 \cdot 10^{-7}} = \dfrac{5}{0.48} \approx 10.42$$
$6)$ Поскольку порядок $k$ должен быть целым числом, наибольший возможный порядок:
$$k_{max} = 10$$ Ответ: $10$ максимальный порядок дифракционного максимума.