Решение
Дано:
Стеклянная призма, спектр в области 1–3 на экране (луч 1 — наименьшее отклонение, луч 3 — наибольшее).
Найти:
Номер луча, соответствующего красному свету.
⠀
Решение:
Видимый спектр: красный ($\lambda_{\max}$, низкая частота) — фиолетовый ($\lambda_{\min}$, высокая частота).
Энергия фотона:
$$E = h\nu$$
У фиолетового света частота максимальна, энергия фотона максимальна. При переходе из одной среды в другую фотон не теряет энергию, поэтому частота неизменна. Скорость света в стекле:
$$v = \frac{c}{n}, \quad n = \frac{c}{v}$$
Показатель преломления $n$ для стекла зависит от частоты: чем выше частота, тем больше $n$ (нормальная дисперсия). Фиолетовый свет имеет наибольший $n$ — он сильнее всего замедляется в стекле и сильнее отклоняется от первоначального направления.
Красный свет имеет наименьшую частоту, наименьший $n$, наименьшее преломление — он отклоняется меньше всего.
Если луч 1 имеет наименьшее отклонение (ближе всего к первоначальному направлению), то луч 1 соответствует красной границе спектра.
Итог: ответ 1.
