Лазер работает в непрерывном режиме

[Антон Огурцевич]

Лазер работает в непрерывном режиме, развивая мощность Р = 2 мВт и при это испуская за одну секунду N = 6,29∙10¹⁵ фотонов. Луч лазера падает нормально на дифракционную решетку, имеющую n = 200 штрихов на l = 1 мм. Под каким углом будет наблюдаться четвертый дифракционный максимум на экране, установленном за решеткой параллельно ей? Ответ выразите в градусах.

[Сергей]

Решение.
Определим длину падающей волны на дифракционную решётку.

\[ P=\frac{E}{t},\ E=N\cdot {{E}_{1}},\ {{E}_{1}}=\frac{h\cdot c}{\lambda },\ \lambda =\frac{N\cdot h\cdot c}{t\cdot P}\ \ \ (1). \]

Где: h = 6,63∙10^-34 Дж∙с – постоянная Планка, с – скорость света в вакууме, с = 3∙10⁸ м/с. Е - энергия фотонов, Е₁ - энергия одного фотона.
Максимум дифракционной решетки находится по формуле:

d∙sinφ = k∙λ   (2).

d – период дифракционной решетки,

d = l/n   (3).

(1) и (3) подставим в (2) выразим угол под каким углом будет наблюдаться четвертый дифракционный максимум на экране, k = 4, l = 10^-3 м.

\[ \sin \varphi =\frac{k\cdot \lambda }{d}=\frac{k\cdot N\cdot h\cdot c\cdot n}{t\cdot P\cdot l}. \]

sinφ = 0,4853.
φ = 29⁰.