ID: 00017731
Экспериментатору необходимо изучить свойства дифракционного спектрометра. В его распоряжении имеются несколько спектрометров, каждый из которых состоит из источника света (светодиода), дифракционной решётки и экрана. Пучок световых лучей, испускаемых светодиодом, с помощью собирающей линзы делается параллельным и направляется на дифракционную решётку. Сразу после решётки излучение проходит через вторую собирающую линзу, в задней фокальной плоскости которой расположен экран. Основные параметры спектрометров приведены в таблице.
1) красный светодиод, 100 штрихов на мм, расстояние от решётки до экрана 1,5 м.
2) жёлтый светодиод, 150 штрихов на мм, расстояние 2 м.
3) красный светодиод, 50 штрихов на мм, расстояние 1,5 м.
4) зелёный светодиод, 50 штрихов на мм, расстояние 2 м.
5) жёлтый светодиод, 100 штрихов на мм, расстояние 1,5 м.
Какие два спектрометра нужно использовать для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость расстояния между первыми главными дифракционными максимумами на экране от периода решётки?
В ответе запишите номера выбранных спектрометров.
Источник: ФИПИ
Чтобы честно поймать зависимость именно от периода решётки $d$, нужно поставить «чистый опыт»: менять только период, а всё остальное оставить одинаковым. Положение первого максимума задаётся условием $d\sin\varphi=\lambda$, а расстояние до него на экране ещё зависит от длины $L$ от решётки до экрана. Значит у двух выбранных приборов должны совпадать цвет (длина волны $\lambda$) и расстояние $L$, а отличаться — число штрихов на мм (то есть период $d$).
Ищем два прибора с одинаковым цветом и одинаковым $L$, но разным числом штрихов. Спектрометр 1: красный, 100 штр/мм, 1,5 м. Спектрометр 3: красный, 50 штр/мм, 1,5 м. Цвет одинаковый (красный), расстояние одинаковое (1,5 м), а период разный (100 и 50 штрихов на мм) — это ровно то, что нужно.
У остальных приборов вместе с числом штрихов меняется ещё и цвет или расстояние, поэтому по ним нельзя сказать, что изменение картины вызвано именно периодом решётки.