Задание 23 ЕГЭ, физика: Оптика

ЕГЭ ФизикаЗадание 233.6.10 Интерференция света. Когерентные источники

Когерентные источники света S1 и S2 находятся в среде с показателем преломления 2 и испускают свет с некоторой частотой. В точке М наблюдается четвертый интерференционный максимум, в которой геометрическая разность хода лучей равна 1,5 мкм. Чему равна частота испускаемого света?

В подтеме 58 задач
Разбор
Главная идея: Четвертый максимум означает, что оптическая разность хода равна четырем длинам волн в среде; скорость волны в среде снижается в nn раз, поэтому длина волны также уменьшается, что и учитывается в формуле для частоты.

Шаг 1. Условие интерференционного максимума

В точке М наблюдается четвертый максимум, поэтому используем формулу для конструктивной интерференции: Δd=kλ\Delta d = k\lambda где k=4k = 4 (номер максимума), λ\lambda — длина волны в среде.

Шаг 2. Длина волны в среде

Длина волны связана с частотой и скоростью распространения: λ=vν\lambda = \frac{v}{\nu} где vv — скорость света в среде. Поскольку источники находятся в среде с показателем преломления n=2n = 2: v=cnv = \frac{c}{n}

Шаг 3. Подстановка и упрощение

Подставим выражение для λ\lambda: Δd=k⋅vν=k⋅cnν\Delta d = k \cdot \frac{v}{\nu} = k \cdot \frac{c}{n\nu}

Шаг 4. Выражение для частоты

Из последнего уравнения выразим частоту: ν=kcnΔd\nu = \frac{kc}{n\Delta d}

Шаг 5. Подстановка численных значений

ν=4⋅3⋅1082⋅1,5⋅10−6=12⋅1083⋅10−6=4⋅1014 Гц\nu = \frac{4 \cdot 3 \cdot 10^8}{2 \cdot 1,5 \cdot 10^{-6}} = \frac{12 \cdot 10^8}{3 \cdot 10^{-6}} = 4 \cdot 10^{14} \text{ Гц}

Типичные ошибки

  • Забыли разделить скорость света на показатель преломления — использовали cc вместо c/nc/n, что приведет к завышенному ответу в nn раз.
  • Применили формулу максимума Δd=(k−0,5)λ\Delta d = (k - 0,5)\lambda вместо Δd=kλ\Delta d = k\lambda — это формула для минимумов.
  • Перепутали геометрическую и оптическую разность хода — забыли, что в среде оптическая разность составляет nΔdn\Delta d, но в условии задана именно геометрическая разность.
Непонятно?

Похожие задачи