Как найти длину света?
Световое давление,
испытываемое зеркальной поверхностью площадью 1 см2, равно 10-6
Па. Найти длину волны света, если на поверхность ежесекундно падает 5*1016
фотонов.
Решение:
Если на S = 1 см2 = 10-4 м2 падает n фотонов, то на 1 м2 N = n/S = 5*1020. Световое
давление определяется по формуле p = E(1+ρ)/c,
где
E = hcN/λ – энергетическая
освещеннсть поверхности, т.е. энергия всех фотонов, попадающих на 1 м2
поверхности за 1 с: p = hcN(1+ρ)/ λc,
откуда
λ = hN(1+ρ)/p = 6,63*10-7 (м).
Ответ: λ = 6,63*10-7 м.
All electromagnetic radiation is light, and it occurs over an extremely wide range of wavelengths, from high-energy gamma waves with shorter wavelengths to low-energy radio waves with longer wavelengths. But the human eye can detect only a small portion of the radiation, and that portion is referred to as visible light. In an electromagnetic spectrum, the visible spectrum lies in between the infrared spectrum and the UV spectrum. Visible light ranges between a wavelength of 400 nm and 700 nm. The human eye cannot detect other electromagnetic radiation as the radiation has either large or small wavelengths and is out of biological limitations.
Electromagnetic spectrum
When a visible spectrum travels through a prism, the light gets separated into a spectrum of colors of different wavelengths. The violet color has the shortest wavelength of around 380 nm, and the red color has the longest wavelength of around 700 nm. Our eyes can detect the outer-most layer of the sun, the corona, in visible light.
Wavelength
A wavelength is one of the properties of a wave and is defined as the distance between the two successive crests or troughs of a wave, where a crest is the highest point of the wave, and a trough is the lowest point of the wave. Since wavelength is a distance or length between two points, it is measured in meters, centimeters, millimeters, micrometers, etc. It is denoted by the symbol Lambda ‘λ’.
Wave
Frequency
Frequency (f) is defined as the total number of wave cycles or oscillations produced per unit of time. Frequency is measured in terms of Hertz (Hz) or s-1.
The formula for the frequency:
Frequency (f) = 1/period(T)
f = 1/T
- A period is defined as the time taken to complete an oscillation.
- From the equation of frequency, we can conclude that the frequency of a wave is inversely proportional to its period.
- 1 Hertz = 1 oscillation/second
Wave velocity
The velocity of a wave or wave velocity is defined as the distance traveled by the wave in a unit of time. The S.I. unit of wave velocity is ms-1.
- Light travels with a speed in the vacuum of 29,97,92,458 m/s, i.e., approximately 3 × 108 m/s, and it is represented by the symbol c.
Wavelength of the light
We know that light possesses the characteristics of both a wave and a particle. So, the wavelength of a light wave is given as;
λ =
Where λ is the wavelength of light
c is the velocity of light and
f is the frequency of the light
The energy of a photon is given as,
E = h × f =
Where E is the energy of a photon
h is the Planck’s constant i.e., h = 6.64 × 10-34 joule-second
Wavelength, Frequency, and Energy of the visible light spectrum
| Colour | Wavelength | Frequency | The energy of a photon |
| Violet | 380 – 450 nm | 668-789 THz |
2.75 – 3.26 eV |
| Blue | 450-495 nm | 606-668 THz |
2.50 – 2.75 eV |
| Green | 495-570 nm | 526-606 THz |
2.17 – 2.50 eV |
|
Yellow |
570-590 nm | 508-526 THz |
2.10 – 2.17 eV |
|
Orange |
590-620 nm | 484-508 THz |
2.00 – 2.10 eV |
|
Red |
620-750 nm | 400-484 THz |
1.65 – 2.00 eV |
Sample Problems
Problem 1: Calculate the wavelength of the visible light with a frequency of 5.36 × 1014 Hz.
Solution:
Given the frequency of light = 5.36 × 1014 Hz
We know, that the velocity of light (c) = 3 × 108 m/s
Now, the wavelength of light (λ) =
⇒ λ =
⇒ λ = 5.60 × 10-7 m
Hence, the wavelength is 5.60 × 10-7 m
Problem 2: If a microwave oven emits microwave energy of 1.64 × 10-24 J, then calculate the wavelength of the microwave emitted.
Solution:
Given data,
The energy of microwave emitted = 1.64 × 10-24 J
We know, that the energy of a photon =
h = 6.64 × 10-34 joule-second
⇒ 1.64 × 10-24 =
⇒ λ =
⇒ λ = 12.146 × 10-2 m = 12.15 cm
Hence, the wavelength of the microwave emitted is 12.15 cm.
Problem 3: If a radio station broadcasts at a frequency of 555 kHz, then calculate the wavelength of radio waves emitted.
Solution:
Given,
Frequency of radio waves = 555 KHz
We know, that the velocity of light (c) = 3 × 108 m/s
Now, the wavelength of light (λ) =
⇒ λ =
⇒ λ = 540 m
Hence the wavelength of radio waves emitted is 540 m.
Problem 4: Calculate the wavelength of yellow light emitted from a sodium lamp at a frequency of 5.15 × 1014 Hz.
Solution:
Given,
The frequency of yellow light = 5.15 × 1014 Hz
We know, that the velocity of light (c) = 3 × 108 m/s
Now, the wavelength of light (λ) =
⇒ λ =
⇒ λ = 582.5 × 10-9 m = 582.5 nm
Hence, the wavelength of the yellow light is 582.5 nm.
Problem 5: Calculate the wavelength of a photon with an energy of 3.35 × 10-19 Joules.
Solution:
Given,
The energy of a photon = 3.35 × 10-19 Joules.
We know, that the energy of a photon =
h = 6.64 × 10-34 joule-second
⇒ 3.35 × 10-19 =
⇒ λ =
⇒ λ= 5.94 × 10-7 m = 594 nm
Hence, the wavelength of the photon is 594 nm.
Problem 6: The broadcasting frequency of a radio station is 101 MHz. What will be the wavelength of the wave if the broadcast wave is an electromagnetic wave?
Solution:
Given data, Frequency of the wave = 101 MHz = 101 × 106 Hz
Speed of light = 3 × 108 m/s
Now, the wavelength of light (λ) = c/f
⇒ λ = (3 × 108)/(101 × 106)
⇒ λ = 2.97 m
Hence, the wavelength of the broadcast wave is 2.97m
Last Updated :
15 May, 2022
Like Article
Save Article
Как найти длину волны падающего света
Видимый свет занимает диапазон длин волн от 400 до 700 нанометров. Длину волны света, падающего на поверхность и отражающегося от нее, можно определить на глаз или с помощью приборов. Если же свет полихроматический, приходится учитывать еще и цвет самой поверхности.
Вам понадобится
- — спектроскоп со шкалой;
- — источник света с монохроматором;
- — три энергосберегающие лампочки;
- — компьютер с ЖК-монитором.
Инструкция
Соблюдайте меры безопасности. Если источником света является лазер, убедитесь в том, что поверхность матовая. Учтите, что если лазер очень мощный, опасным может быть и рассеянный свет. Если же источник является некогерентным, хотя и монохроматическим, он значительно безопаснее. Но и при пользовании им следует соблюдать осторожность.
Если большая точность не нужна, попробуйте определить длину волны света на глаз. Красному цвету соответствует длина волны в 650 — 690 нанометров, оранжевому — 590 — 600, желтому — 570 — 580, зеленому — 510 — 520, голубому — 480, синему — 450, а фиолетовому — 390 — 400.
При наличии спектроскопа, состоящего из пластинки с вертикальной щелью, призмы (или дифракционной решетки) и шкалы направьте прибор на поверхность, от которой отражается свет, а затем найдите длину волны по шкале.
В случае, если спектроскопа нет, зато есть источник эталонной света с монохроматором и шкалой, направьте этот источник на ту же поверхность, чтобы пятно от него находилось рядом с пятном от проверяемого источника. Вращением ручки добейтесь, чтобы пятна получились одного и того же цвета, а затем прочитайте показания по шкале рядом с этой ручкой.
Когда свет является полихроматическим, говорить о длине волны не приходится. Можно лишь определить верхнюю и нижнюю границы диапазона, а также выделить наиболее интенсивную линию (в линейчатом спектре) или пик (в сплошном). Для этого используйте спектроскоп со шкалой. Учтите, что каждая составляющая спектра при этом как бы умножается на ту же составляющую спектра отражения поверхности.
У полихроматического света близкого к белому, определите цветовую температуру. Для этого посмотрите на три энергосберегающие лампочки, цветовые температуры которых равны 2700, 4200 и 6400 К, и определите на глаз, к оттенку какой из них наиболее близок оттенок цвета проверяемого источника. Для этой же цели можно использовать и жидкокристаллический монитор: выведите на него нейтральный белый фон, а затем через меню последовательно включите три указанные выше цветовые температуры.
Видео по теме
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Как найти длину волны падающего света
Видимый свет занимает диапазон длин волн от 400 до 700 нанометров. Длину волны света, падающего на поверхность и отражающегося от нее, можно определить на глаз или с помощью приборов. Если же свет полихроматический, приходится учитывать еще и цвет самой поверхности.
Вам понадобится
Соблюдайте меры безопасности. Если источником света является лазер, убедитесь в том, что поверхность матовая. Учтите, что если лазер очень мощный, опасным может быть и рассеянный свет. Если же источник является некогерентным, хотя и монохроматическим, он значительно безопаснее. Но и при пользовании им следует соблюдать осторожность.
Если большая точность не нужна, попробуйте определить длину волны света на глаз. Красному цвету соответствует длина волны в 650 — 690 нанометров, оранжевому — 590 — 600, желтому — 570 — 580, зеленому — 510 — 520, голубому — 480, синему — 450, а фиолетовому — 390 — 400.
При наличии спектроскопа, состоящего из пластинки с вертикальной щелью, призмы (или дифракционной решетки) и шкалы направьте прибор на поверхность, от которой отражается свет, а затем найдите длину волны по шкале.
В случае, если спектроскопа нет, зато есть источник эталонной света с монохроматором и шкалой, направьте этот источник на ту же поверхность, чтобы пятно от него находилось рядом с пятном от проверяемого источника. Вращением ручки добейтесь, чтобы пятна получились одного и того же цвета, а затем прочитайте показания по шкале рядом с этой ручкой.
Когда свет является полихроматическим, говорить о длине волны не приходится. Можно лишь определить верхнюю и нижнюю границы диапазона, а также выделить наиболее интенсивную линию (в линейчатом спектре) или пик (в сплошном). Для этого используйте спектроскоп со шкалой. Учтите, что каждая составляющая спектра при этом как бы умножается на ту же составляющую спектра отражения поверхности.
У полихроматического света близкого к белому, определите цветовую температуру. Для этого посмотрите на три энергосберегающие лампочки, цветовые температуры которых равны 2700, 4200 и 6400 К, и определите на глаз, к оттенку какой из них наиболее близок оттенок цвета проверяемого источника. Для этой же цели можно использовать и жидкокристаллический монитор: выведите на него нейтральный белый фон, а затем через меню последовательно включите три указанные выше цветовые температуры.
Длина волны света
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 87.
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 87.
Свет – это распространяющиеся в пространстве электромагнитные волны. И как и любой другой волновой процесс, свет обладает всеми характеристиками волнового процесса. Рассмотрим такую характеристику, как длина волны света.
Свет как волновой процесс
При изучении света И. Ньютон открыл явление дисперсии – изменение показателя преломления света для разных цветов. Другим открытым им же явлением стала интерференционная картина «колец Ньютона» – линза, соприкасающаяся с плоским стеклом, дает вокруг точки касания ряд концентрических темных колец, причем радиус колец меняется, если освещать линзу светом различных цветов.
Дать удовлетворительное объяснение открытым явлениям И. Ньютон не смог. Это сделал позже другой физик – Т. Юнг. Он предположил, что свет является волной. А значит, ему должны быть присущи все явления, присущие волнам, в частности сложение с появлением интерференционной картины. Зависимость радиуса колец Ньютона от цвета освещения может быть объяснено разностью длины волны различных цветов.
Опыт Т. Юнга
Для демонстрации явления интерференции и для определения длины волны света Т.Юнг поставил специальный эксперимент.
Для получения четкой интерференционной картины необходимо иметь два когерентных световых луча, то есть, луча, обладающих одинаковой длиной волны и имеющих постоянную разность фаз. Освещая две близких щели, можно за ними на экране получить условия для сложения и вычитания световых волн – интерференцию. Главная идея опыта Юнга была в том, чтобы для освещения щелей использовать не простой световой луч, который использовали исследователи до Юнга, а луч, прошедший через маленькое отверстие, за которым, в соответствии с принципом Гюйгенса будет возбуждена единая когерентная волна, и именно она должна использоваться для освещения двух щелей, с получением за ними интерференционной картины.
Длина волны света
Измерив оптическую разность хода световых лучей и расстояние между интерференционными полосами в опыте Юнга, можно получить формулу, по которой рассчитывается длина световой волны. Другим вариантом определения длины света является измерение радиуса колец Ньютона, и вычисление разности оптического хода волн, исходя из геометрии линзы.
Оказалось, что свет представляет собой волны очень небольшой длины – от $4×10^{-7}м$ для фиолетового до $8×10^{-7}м$ для красного цветов.
Волновой характер световых волн и их длина накладывают ограничение на предельное увеличение светового микроскопа. Объекты, имеющие величину меньше длины световой волны, будут «огибаться» световыми волнами, и увидеть их будет невозможно. Поэтому для большего увеличения в электронных микроскопах применяется поток электронов, которые в соответствии с принципом корпускулярно-волнового дуализма обладают свойствами волн с очень малой длиной.
Что мы узнали?
Свет является электромагнитным излучением с малой длиной волны. Длина световых волн впервые были измерена в опытах Т. Юнга. Были получены значения от $4×10^{-7}м$ для фиолетового до $8×10^{-7}м$ для красного цветов.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Пока никого нет. Будьте первым!
Оценка доклада
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 87.
А какая ваша оценка?