ID: 00017281
В прозрачном сосуде, заполненном водой, находится дифракционная решётка. Решётка освещается лучом света лазерной указки, падающим перпендикулярно её поверхности через боковую стенку сосуда. Как изменятся частота световой волны, падающей на решётку, и угол между падающим лучом и направлением на первый дифракционный максимум, если вылить воду?
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) частота световой волны, падающей на решётку
Б) угол между падающим лучом и направлением на первый дифракционный максимум
ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины в порядке А, Б. Цифры в ответе могут повторяться.
Источник: ФИПИ
Тут есть ловушка: меняется среда вокруг решётки (вода → воздух). Важно помнить, что частота света «прибита» к источнику-лазеру, а вот длина волны зависит от среды. А угол максимума решётка строит именно по длине волны в той среде, где она находится.
Частоту задаёт лазер, и при выливании воды она не меняется — частота света не зависит от среды. Частота не изменится — вариант 3.
Условие первого главного максимума: $d\sin\varphi=\lambda_{\text{среды}}$. В воде длина волны была укорочена: $\lambda_{\text{вода}}=\dfrac{\lambda_0}{n}$ (где $n\approx1{,}33$). Вылили воду — вокруг решётки воздух, и длина волны стала больше: $\lambda_{\text{возд}}=\lambda_0$. Раз $\lambda$ выросла, то $\sin\varphi$ увеличился, а с ним и угол $\varphi$. Угол на первый максимум увеличится — вариант 1.