infist

บทที่ 18 · แสงเชิงคลื่น

Problem 18.51 Challenge

หัวข้อ: กำลังแยกของสลิตเดี่ยวและช่องรับแสงวงกลม (Resolution of Single-Slit and Circular Apertures)

หลอดบรรจุแก๊สเรืองแสงหลายสีมีลักษณะแคบและขนานกัน ถูกใช้ในการแสดงชื่อของ ร้านอาหารแห่งหนึ่ง โดยระยะระหว่างหลอดเท่ากับ 2.80 cm หลอดซึ่งบรรจุแก๊ส นีออนจะเรืองแสงสีแดงความยาวคลื่นประมาณ 640 nm ถูกใช้เป็นตัวอักษรตัวหนึ่ง ส่วนตัวอักษรอีกตัวหนึ่งใช้หลอดที่เรืองแสงสีม่วงความยาวคลื่นประมาณ 440 nm ถ้าตาดำของผู้สังเกตมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5.20 mm จงหาระยะไกลสุดที่ผู้ สังเกตสามารถแยกหลอดไฟเรืองแสงแต่ละสีได้?
รูปประกอบโจทย์ 18.51
คำตอบ
ที่ \(λ = 440 nm\) จะได้ \(L \approx \frac{(2.80 cm)(5.20 mm)}{1.22(440 nm)}= 271 m \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ

พิจารณารูปด้านล่าง

S₁

\(d = 2.80 cm\theta D = 5.20 mm\)

S₂

\(L = ?\)

จาก \(θ \approx 1.22 \frac{\lambda}{D}\)

\(\approx 1.22\frac{d}{L}\frac{\lambda}{D}\)

\(L \approx \frac{dD}{1.22\lambda}\)

ที่ \(λ = 640 nm\) จะได้ \(L \approx \frac{(2.80 cm)(5.20 mm)}{1.22(640 nm)}= 186 m \;\blacksquare\)

ที่ \(λ = 440 nm\) จะได้ \(L \approx \frac{(2.80 cm)(5.20 mm)}{1.22(440 nm)}= 271 m \;\blacksquare\)

เพิ่มเติม : จากคำตอบห็นได้ว่าตาของผู้สังเกตสามารถแยกแสงสีม่วงได้ดีกว่าแสงสี

แดง เนื่องจากระยะไกลสุดี่สามารถแยกได้ของสีม่วงไกลกว่าสีแดง

โจทย์อื่นในหัวข้อ กำลังแยกของสลิตเดี่ยวและช่องรับแสงวงกลม (Resolution of Single-Slit and Circular Apertures)
18.52