Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 8290
2018-07-01 
На рис. показана схема установки для наблюдения дифракции света на ультразвуке. Плоская световая волна с $\lambda = 0,55 мкм$ проходит через кювету К с водой, в которой возбуждена стоячая ультразвуковая волна с частотой $\nu = 4,7 МГц$. В результате дифракции света на оптически неоднородной периодической структуре в фокальной плоскости объектива О с фокусным расстоянием $f = 35 см$ возникает дифракционный спектр. Расстояние между соседними максимумами $\Delta x = 0,60 мм$. Найти скорость распространения ультразвуковых колебаний в воде.
Решение:
Когда стоячик ультразвуковые волны находятся в баке, он ведет себя как решетка, чей решеточный элемент
$d = \frac{v}{ \nu}$ - длина волны ультразвуковой скорости $v$ - скорость ультразвука. Таким образом, для максимумов
$\frac{v}{ \nu} \sin \theta_{m} = m \lambda$
С другой стороны
$f tg \theta_{m} = m \Delta x$
Предполагая, что $\theta_{m}$ будет малым ( потому что $\lambda \ll \frac{v}{ \nu}$)
Мы получаем $\Delta x = \frac{f tg \theta_{m} }{m} = \frac{f tg \theta_{m} }{ \frac{v}{ \nu \lambda} \sin \theta_{m} } = \frac{ \lambda \nu f}{ v}$
или $v = \frac{ \lambda \nu f}{ \Delta x}$
Подставляя значения $\lambda = 0,55 мкм, \nu = 4,7 МГц, f = 0,35$ и $ \Delta x = 0,60 \cdot 10^{ -3} м$ мы легко получаем
$v = 1,51 км / с$.
На рис. показана схема установки для наблюдения дифракции света на ультразвуке. Плоская световая волна с $\lambda = 0,55 мкм$ проходит через кювету К с водой, в которой возбуждена стоячая ультразвуковая волна с частотой $\nu = 4,7 МГц$. В результате дифракции света на оптически неоднородной периодической структуре в фокальной плоскости объектива О с фокусным расстоянием $f = 35 см$ возникает дифракционный спектр. Расстояние между соседними максимумами $\Delta x = 0,60 мм$. Найти скорость распространения ультразвуковых колебаний в воде.
Решение:
Когда стоячик ультразвуковые волны находятся в баке, он ведет себя как решетка, чей решеточный элемент
$d = \frac{v}{ \nu}$ - длина волны ультразвуковой скорости $v$ - скорость ультразвука. Таким образом, для максимумов
$\frac{v}{ \nu} \sin \theta_{m} = m \lambda$
С другой стороны
$f tg \theta_{m} = m \Delta x$
Предполагая, что $\theta_{m}$ будет малым ( потому что $\lambda \ll \frac{v}{ \nu}$)
Мы получаем $\Delta x = \frac{f tg \theta_{m} }{m} = \frac{f tg \theta_{m} }{ \frac{v}{ \nu \lambda} \sin \theta_{m} } = \frac{ \lambda \nu f}{ v}$
или $v = \frac{ \lambda \nu f}{ \Delta x}$
Подставляя значения $\lambda = 0,55 мкм, \nu = 4,7 МГц, f = 0,35$ и $ \Delta x = 0,60 \cdot 10^{ -3} м$ мы легко получаем
$v = 1,51 км / с$.
