В опыте юнга зеленый светофильтр заменили красным как изменилась ширина
Просветление (отсутствие отражения) добиваются путем нанесения на передние поверхности линз тонких прозрачных пленок, абсолютный показатель преломления которых меньше абсолютного показателя преломления материала призмы или линзы. Толщина пленки подбирается так, чтобы осуществлялся интерференционный минимум отражения для света длиной волны λ = 5,5 * 10‾ 7 м, соответствующий наибольшей чувствительности глаза человека. (зеленый свет). В отраженном свете просветленные линзы кажутся окрашенными в фиолетовый цвет, т.к. они заметно отражают только красный и сине-фиолетовый свет.
30. Два когерентных источника S1 и S2 испускают монохроматический свет с длиной волны l = 6·10 -7 м. Определить будет ли в точке А максимум или минимум освещенности. S2A = (2 + 0,35·10 -7 ) м, S1A = (2 + 9,35·10 -7 ) м.
∆S= (S1 – S2 ) = 2 + 0,35·10 -7 - 2 - 9,35·10 -7 = 9*10 -7
∆S= mλ. Тогда 9*10 -7 = m* 6·10 -7 . m = 3/2. т.к. дробное, будет минимум освещенности.
31. В опыте Юнга на пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка. Вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой (не считая центральной). Луч падает перпендикулярно к поверхности пластинки. Показатель преломления пластинки 1,5, длина волны 600 Нм. Какова толщина пластинки.
∆S=2d (n-1)= mλ. При m=5. ответ: 1200*10 -9 м. или 1,2 мкм
32. Во сколько раз изменится ширина интерференционных полос на экране в опыте Юнга, если фиолетовый светофильтр (0,4 мкм) заменить красным (0,7 мкм)?
∆х= l/d * λ0. чертеж. Трофимова 324. Т.к. расстояния от щели до экрана и между щелями мы не меняем, а меняем только светофильтры, то тогда ∆х = λ1/ λ2 получим в 0,6 мкм.
33. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга 0,5 мм ( =0,6 мкм). Определите расстояние от щелей до экрана, если ширина интерференционных полос равна 1,2 мм.
∆х= l/d * λ0 тогда l=∆х*d/ λ0. Тогда l=1,2 * 10 -3 * 0.5 * 10 3 / 0,6 * 10 -6
1.3. Дифракция волн
В чем заключается принцип Гюйгенса?
Согласно принципу Гюйгенса каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн. Для того чтобы, зная положение волновой поверхности в момент времени t, найти ее положение в следующий момент времени t+∆t, нужно каждую точку волновой поверхности рассматривать как источник вторичных волн. Поверхность, касательная ко всем вторичным волнам, представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени (рис.). Гюйгенс сформулировал его первоначально именно для световых волн. Для механических волн принцип Гюйгенса имеет наглядное истолкование: частицы среды, до которых доходят колебания, в свою очередь, колеблясь, приводят в движение соседние частицы среды, с которыми они взаимодействуют. (все точки этого волнового фронта будут являться когерентными источниками сферических вторичных волн, распространяющихся в сторону движения волнового фронта. )
Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля. Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн или
(световая волна, возбужденная каким-либо источником может быть представлена как результат суперпозиции когерентных вторичных волн, излучаемых вторичными источниками- бесконечно малыми элементами любой волновой поверхности, охват этот источник )
Объясните попадание света в область геометрической тени с помощью принципа Гюйгенса. Каждая точка, выделяемого отверстием участка волнового фронта, служит источником вторичных волн, кот огибает края отверстия. (все точки этого волнового фронта будут являться когерентными источниками сферических вторичных волн, распространяющихся в сторону движения волнового фронта)
Что такое дифракция?
Дифракция - явление отклонения световых волн от прямолинейного распространения при прохождении отверстий и вблизи краёв экранов или
ДЕФРАКЦИЯ – огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути или отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики.
Дайте определение дифракции Френеля и дифракции Фраунгофера. Дифра́кция Френе́ля — дифракционная картина, которая наблюдается на небольшом расстоянии от препятствия, по условиям, когда основной вклад в интерференционную картину дают границы экрана.
Дифракция Френеля — это дифракция в случае, когда отверстие открывает (или препятствие закрывает) для точки наблюдения несколько зон Френеля. Если открыто много зон Френеля, то дифракцией можно пренебречь, и мы оказываемся в приближении геометрической оптики. (дифракция, в случае, если дифр картина наблюд на конечном расстоянии от предмета, вызыв дифракцию и надо учитывать кривизну волнового фронта )
Дифракция Фраунгофера — это дифракция на отверстии, которое для точки наблюдения открывает заметно меньше одной зоны Френеля. Это условие выполнено, если точка наблюдения и источник света находятся достаточно далеко от отверстия.
Дифракция Фраунгофера — случай дифракции, при котором дифракционная картина наблюдается на значительном расстоянии от отверстия или преграды.(случай дифракции, если волновые фронты плоские , лучи параллельные, и дифр картина наблюдается на бескон большом расстоянии – для этого необходимы линзы)
Задача 1.В опыте Юнга два когерентных источника S1 и S2 расположены на расстоянии d = 1 мм друг от друга. На расстоянии L = 1 м от источника помещается экран. Найдите расстояние между соседними интерференционными полосами вблизи середины экрана (точка А), если источники посылают свет длины волны λ = 600 нм.
Интерференционная картина на экране состоит из чередующихся темных и светлых полос, параллельных щелям S1 и S2. Интерференционная картина симметрична относительно центральной полосы, проходящей через точку А (рис. 1). Центральная полоса светлая, она соответствует разности хода Δ = 0.
В точках интерференционных максимумов оптическая разность хода
Δ=λ , где =0, 1, 2,… ; (1)
Условие интерференционных минимумов имеет вид:
Предположим, что в точке В находится k-й максимум на расстоянии ykот центральной полосы. Ему соответствует разность хода Δ= r2 — r1= k λ .
Из треугольника S1BC видно, что , а из треугольника S2BD видно, что .
Из двух последних уравнений получим:
Учтём , что ; . Тогда , откуда:
Используя для максимумов условие (1), получим:
где k = 1, 2, 3, … соответствуют интерференционным максимумам, расположенным выше точки А, а максимумам, расположенным ниже точки А, соответствуют k = -1, -2, -3, … Точке А соответствует центральный максимум (k = 0).
Используя условие интерференционных минимумов (2), можно найти их расстояния от центральной полосы по формуле (3):
Расстояние между соседними интерференционными максимумами (минимумами) называется шириной полосы и соответствует изменению k на единицу, то есть :
Ширина темных и светлых полос одинакова.
Задача 2. В опыте Юнга интерференционная картина по мере удаления от середины размывается, и при k = 4 полосы исчезают. Почему?
В опыте Юнга интерференционная картина представляет чередование интерференционных максимумов и минимумов в виде полос, параллельных щелям S1 и S2. В центре интерференционной картины расположена светлая полоса (k = 0). По обе стороны от центральной полосы расположены максимумы ±1, ±2, ±3, ±4 порядков интерференции. Разность хода между интерферирующими волнами по мере удаления от центральной полосы увеличивается. При этом по мере удаления от центра ухудшается видность и четкость интерференционной картины, полосы размываются и исчезают, по условию последний максимум наблюдается при k = 4. Исчезновение полос означает, что колебания, пришедшие от двух источников S1 и S2, некогерентны. Пока их разность хода не превышала 4 λ, они были когерентны. Следовательно, максимальная разность хода, при которой наблюдается интерференция, будет равна:
Величина называется длиной когерентности. Если оптическая разность хода превышает длину когерентности, интерференционная картина не наблюдается.
Задача 3.Покажите, что при преломлении в призме с малым преломляющим углом α и показателем преломления n луч отклоняется на угол δ ≈(n — 1)α независимо от угла падения, если угол падения также мал. Призма находится в воздухе, n0 = 1.
По построению δ-внешний угол треугольника DCB (рис. 2), он равен сумме внутренних углов, не смежных с ним:
Согласно закону преломления,
По условию угол φ, а значит и β малы, то есть Sinφ≈φ, Sinβ≈β, (выраженному в радианах), тогда nβ=φ, nφ1=β1. Подставив значения φ и β1 в формулу для δ, получим :
Из треугольника СВК: β+φ1=α (α- внешний угол, равный преломляющему углу призмы по построению). Таким образом,
Задача 4. Найдите число полос интерференции N, получающихся с помощью бипризмы, если показатель преломления бипризмы n = 1,5, преломляющий угол рад, длина волны источника λ=600 нм. Расстояние от источника до бипризмы равно а = 1 м, расстояние от бипризмы до экрана равно b = 4 м.
Лучи от источника S, падающие на бипризму, после преломления отклоняются от первоначального направления на угол δ≈α(n-1) (см. Задача 3). Продолжение этих лучей до точки пересечения дает изображение двух мнимых источников S1 и S2 (рис. 3). Они являются когерентными источниками, поэтому в области перекрытия АВ когерентных волн, распространяющихся от этих источников, на экране наблюдается интерференционная картина в виде чередующихся темных и светлых полос, как и в опыте Юнга. Центральный максимум интерференционной картины (k = 0) проходит через точку О экрана. Максимумы более высоких порядков находятся на расстоянии yk от центра (см. Задача 1).
Здесь L=a+b расстояние от источников до экрана, d — расстояние между мнимыми источниками. Из треугольника SS1K:
Тогда ширина интерференционной полосы:
Число интерференционных полос в области интерференции АВ равно:
Величину области перекрытия АВ найдем из подобных треугольников CS1S и СОВ:
Число наблюдаемых полос интерференции будет равно:
Задача 5. В опыте Ллойда (рис. 4) световая волна, исходящая непосредственно из источника S (узкой щели), интерферирует с волной, отраженной от зеркала 3. В результате на экране Э образуется система интерференционных полос. Расстояние от источника до экрана L = 100 см. При некотором положении источника ширина интерференционной полосы на экране Δу = 0,25 мм, а после того как источник отодвинули от плоскости зеркала на h = 0,6 мм, ширина полос уменьшилась в η= 1,5 раза. Найдите длину λ световой волны.
Решение: В точке М интерферируют две когерентные волны 1 и 2, исходящие из источника S. По построению волну 2 можно считать исходящей из источника , , являющегося мнимым изображением источника S в зеркале 3. Они симметрично расположены относительно плоскости зеркала, обозначим расстояние между ними . Если зеркало S отодвинуть на h, то новое расстояние между равно (рис. 5). Для определения длины волны λ используем выражение для ширины полосы из опыта Юнга, применив его для двух расстояний между источниками.
По условию Δ y = η Δ y1, тогда . Выразим от сюда
Подстановка (6) в (4) дает:
Задача 6.На рис. 6 показана схема интерферометра для измерения показателей преломления прозрачных веществ. Здесь S — узкая щель, освещаемая монохроматическим светом λ = 589 нм, К — коллиматор, дающий параллельный пучок лучей, 1 и 2 — две одинаковые трубки с воздухом, длина каждой из которых см, Д — диафрагма с двумя щелями S1 и S2 . Когда воздух в трубке 1 заменили аммиаком, то интерференционная картина на экране Э сместилась вверх на N = 17 полос. Показатель преломления воздуха n = 1,000277. Определите показатель преломления аммиака.
Решение: Волны, распространяющиеся от щелей S1 и S2, являются когерентными. На экране Э наблюдается интерференционная картина чередующихся темных и светлых полос. Центральная светлая полоса проходит через точку О и соответствует оптической разности хода Δ = 0, если трубки 1 и 2 заполнены воздухом. Если в трубке 1 воздух заменить аммиаком, показатель преломления n1 которого больше n, то центр интерференционной картины сместится вверх на N полос в точку, соответствующую разности хода, равной нулю, то есть
Заметим, что интерференционный метод определения показателя преломления является высокоточным методом.
Задача 7.Собирающая линза с фокусным расстоянием F = 10 см разрезана пополам и половинки раздвинуты на расстояние d = 0,5 мм (билинза Бийе). Оцените число интерференционных полос на экране, расположенном за линзой на расстоянии D = 60 см, если перед линзой имеется точечный источник монохроматического света с длиной волны λ= 500 нм, удаленный от нее на расстояние а = 15 см.
Каждая из половинок билинзы Бийе дает изображение источника S. Верхняя половина дает изображение S1, нижняя дает изображение S2 (рис. 7). Чтобы получить изображение S1, выберем два луча: первый луч SC после преломления в линзе пересечет фокальную плоскость РР в точке К, получившейся от пересечения с фокальной плоскостью побочной оптической оси О1О1, параллельной лучу SC. Второй луч SA проходит, не преломляясь, через точку А до пересечения с первым лучом в точке S1, являющейся изображением S в верхней половине билинзы Бийе. Аналогично построим изображение S2.
Источники S1 и S2 когерентны, поэтому в области пересечения световых волн от этих источников на экране получим интерференционную картину как в опыте Юнга.
Число полос на экране будет равно :
Ширина полосы (см. Задача 1) ,), где L = D — b. Величину b найдем из формулы линзы , откуда , где а — расстояние от источника S до линзы, b — расстояние от линзы до изображения S1, F — фокусное расстояние линзы.
Из подобия треугольников SAB и SS1S2 получим:
Подставляя d1 и L в формулу для Δy, получим:
Треугольники SAB и SMK подобны, отсюда величина области перекрытия волн
Тогда число наблюдаемых полос
Задачи для самостоятельной работы
1. В опыте Юнга отверстия S1 и S2 освещались монохроматическим светом с длиной волны λ=600нм. Расстояние d между отверстиями равно 1 мм. Найдите положение трех первых светлых полос на экране, расположенном на расстоянии L = 3 м от отверстий.
Ответ: 1,8 мм; 3,6 мм; 5,4 мм.
2. В опыте Юнга отверстия S1 и S2 освещались монохроматическим светом с длиной волны λ=600нм. На пути одного из интерферирующих лучей помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой (не считая центральной). Луч падает перпендикулярно к поверхности пластинки, показатель преломления которой n = 1,5. Какова толщина l пластинки?
Ответ: l = 6 10 -3 мм.
3. На пути одного из двух параллельных лучей, распространяющихся в вакууме, поставили плоскопараллельную стеклянную пластинку (n = 1,5) толщиной 6 см. Чему будет равно время запаздывания τ этого луча?
Ответ: τ = 0,1 нс.
4. Во сколько раз изменится расстояние между соседними светлыми (темными) полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (λ1=650нм).
16.1. При фотографировании спектра Солнца было найдено, что желтая спектральная линия (λ = 589нм) в спектрах, полученных от левого и правого краев Солнца, была смещена на Δλ = 0,008 нм. Найти скорость v вращения солнечного диска.
16.2. Какая разность потенциалов U была приложена между электродами гелиевой разрядной трубки, если при наблюдении вдоль пучка α-частиц максимальное доплеровское смещение линии гелия (λ = 492,2 нм) получилось равным Δλ = 0,8 нм?
16.3. При фотографировании спектра звезды Андромеды было найдено, что линия титана (λ = 495,4им) смещена к фиолетовому концу спектра на Δλ = 0,17 нм. Как движется звезда относительно Земли?
16.4. Во сколько раз увеличится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (λ1=500нм) заменить красным (λ2 = 650 нм)?
16.5. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом (λ = 600нм). Расстояние между отверстиями d = 1мм, расстояние от отверстий до экрана L = 3m. Найти .положение трех первых светлых полос.
16.6. В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источника света d = 0,5 мм, расстояние до экрана L = 5 м. В зеленом свете получились интерференционные полосы, расположенные на расстоянии l = 5 мм друг от друга. Найти длину волны X зеленого света.
16.7. В опыте Юнга па пути одного из интерферирующих помещалась тонкая стеклянная пластинка, вследствие чего центральная светлая полоса смещалась в положение, первоначально занятое пятой светлой полосой (не считая центральной). Луч падает перпендикулярно к поверхности пластинки. Показатель преломления пластинки п = 1,5. Длина волны λ = 600 нм. Какова толщина h пластинки?
16.8. В опыте Юнга стеклянная пластинка толщиной h = 12см помещается на пути одного из интерферирующих лучей перпендикулярно к лучу. На сколько могут отличаться друг от друга показатели преломления в различных местах пластинки, чтобы изменение разности хода от этой неоднородности не превышало Δ = 1 мкм?
16.9. На мыльную пленку падает белый свет под углом i = 45° к поверхности пленки. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет (λ = 600 нм)? Показатель преломления мыльной воды п = 1,33.
16.10. Мыльная пленка, расположенная вертикально, образует клин вследствие стекания жидкости. При наблюдении интерференционных полос в отраженном свете ртутной дуги (λ = 546,1 нм) оказалось, что расстояние между пятью полосами l = 2 см. Найти угол γклина. Свет падает перпендикулярно к поверхности пленки. Показатель преломления мыльной воды n = 1,33.
16.11. Мыльная пленка, расположенная вертикально, образует клин вследствие стекания жидкости. Интерференция наблюдается в отраженном свете через красное стекло (λ1 = 631 нм). Расстояние между соседними красными полосами при этом l1 = 3 мм. Затем эта же пленка наблюдается через синее стекло (λ2 = 400нм). Найти расстояние l2 между соседними синими полосами. Считать, что за время измерений форма пленки не изменится и свет падает перпендикулярно к поверхности пленки.
16.12. Пучок света (λ = 582 нм) падает перпендикулярно к поверхности стеклянного клина. Угол клина γ = 20°. Какое число k0темных интерференционных полос приходится на единицу длины клина? Показатель преломления стекла n = 1,5.
16.13. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Наблюдение ведется в отраженном свете. Радиусы двух соседних темных колец равны rk = 4,0мм и rk+1 = 4,38 мм. Радиус кривизны линзы R = 6,4м. Найти порядковые номера колец и длину волны λ падающего света.
16.14. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R=8,6. Наблюдение ведется в отраженном свете. Измерениями установлено, что радиус четвертого темного кольца (считая центральное темное пятно за нулевое) r4= 4,5 мм. Найти длину волны λпадающего света.
16.15. Установка для получения колец Ньютона освещается белым светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R = 5 м. Наблюдение ведется в проходящем свете. Найти рад1гусы гс и гкр четвертого синего коль-^ (Яс = 400 нм) и третьего красного кольца (Якр = 630 нм).
16.16. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R = 15 м. Наблюдение ведется в отраженном свете. Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона l = 9 мм. Найти длину волны λ монохроматического света.
16.17. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. Наблюдение идет в отраженном свете. Расстояние между вторым и двадцатым темными кольцами l1 = 4,8 мм. Найти расстояние 12 между третьим и шестнадцатым темными кольцами Ньютона.
16.18. Установка для получения колец Ньютона освещается светом от ртутной дуги, падающим по нормали к поверхности пластинки. Наблюдение ведется в проходящем свете. Какое по порядку светлое кольцо, соответствующее линии λ1 = 579,1 нм, совпадает со следующим светлым кольцом, соответствующим линии λ2= 577 нм?
16.19. Установка для получения колец Ньютона освещается светом с длиной волны λ= 589 нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Радиус кривизны линзы R = 10м. Пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнено жидкостью. Найти показатель преломления жидкости, если радиус третьего светлого кольца в проходящем свете r3 = 3,65 мм.
16.20. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны λ = 600нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Найти толщину h воздушного слоя между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается четвертое темное кольцо в отраженном свете.
Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми
Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами - загрузи их здесь!
Цель: изучить явление интерференции света.
- понятие явления интерференции света;
- условия интерференции света;
- методы получения интерференционной картины;
- применение интерференции света в технике.
Учащиеся должны уметь: объяснять наблюдаемые в природе явления с точки зрения интерференции света (окрашивание радужной окраской крыльев стрекоз, мыльных пузырей, нефтяной пленки на поверхности воды, поверхности лазерных дисков)
Оборудование и материал для урока: портреты Юнга, Френеля, Ллойда, Ньютона; оборудование из набора для демонстрационного эксперимента по физике "Волновая оптика", слайды со схемами демонстрационных опытов.
1) Организационный этап:
Учитель: С этого урока мы приступаем изучению нового раздела оптики - "Волновая оптика"
Опр.: Волновая оптика - это раздел оптики, в котором свет рассматривается как электромагнитная волна.
Так как мы будем рассматривать свет как электромагнитную волну давайте вспомним все, что мы знаем про этот вид волн. (ответы ребят)
На доске кратко записываются ответы ребят
Электромагнитная волна - это распространяющееся в пространстве электромагнитное поле.
Скорость распространения электромагнитных волн равна скорости света - 300000 км/с.
Характерные свойства: отражение, преломление, интерференция, дифракция, преломление.
Отражение и преломление света нами было изучено на прошлых уроках. Сегодня мы должны более подробно рассмотреть такое свойство света как интерференция.
2) Мотивационный этап:
Что такое интерференция волн? (стр. 283 учебника Касьянов В.А.)
Как можно пронаблюдать интерференцию волн, например механических? (бросить в воду одновременно два камня>от камней пойдут волны>в месте встречи можно наблюдать либо всплеск, либо гашение волн, т.е. происходит либо возрастание амплитуды колебания, либо уменьшение ее)
Как можно увидеть интерференцию света? (необходимо две световые волны, которые при встрече будут давать либо усиление, либо ослабление света, т.е. можно наблюдать чередование светлых и темных полос)
Впервые интерференцию света пронаблюдал в 1802 году Томас Юнг.
Опыт Юнга (демонстрация опыта) [6, c. 25]
Каким образом появляется интерференционная картина?
Откуда появляются темные и светлые полосы?
Учитель: в ходе объяснения интерференции и условия интерференции появляется рисунок 1
Опр.: d=d2-d1- геометрическая разность хода интерферирующих волн (разность расстояний от источников до точки их интерференции)
Условие максимума и минимума:
| Условие максимума | Условие минимума |
| (светлая полоса) | (темная полоса) |
(целое число длин волн или (нечетное число длин полуволн) четное число длин полуволн)
Как изменится интерференционная картина, если в опыте Юнга красный свет заменить на фиолетовый? (будет чередование фиолетовых и темных полос)
Как изменится интерференционная картина, если в опыте Юнга красный свет заменить на белый? (будет чередование радужных полос и темных)
Почему свет, идущий от двух электрических ламп не дает в помещении интерференционной картины?
Условия наблюдения интерференции света:
Волны должны иметь одинаковую частоту и постоянную разность фаз, т.е. волны должны быть когерентными. Источники таких волн будут называться когерентными.
Проблема: как получить когерентные волны.
Решение проблемы: необходимо каким-то образом разделить свет на несколько частей и в силу их общности они должны быть когерентными.
Методы получения интерференции света:
А) опыт Юнга: (когерентные источники света - две узкие щели; в результате деления фронта волны световые волны, идущие от щелей, будут когерентными)
Давайте определим положения максимума и минимума:
По теореме Пифагора определим d 1 и d 2
Раскрывая скобки и упростив выражение, получаем
Используя формулу сокращенного умножения, получаем . Отсюда
Найдем геометрическую разность хода
Т.к. d2+d1= 2 L, следовательно разность хода равна:
Опр.: расстояние между двумя максимумами или минимумами называется шириной интерференционной картины (x) - ширина интерференционной картины
Б) бипризма Френеля (когерентные источники - мнимые источники света, которые получились на продолжении расходящегося пучка лучей)
- ширина интерференционной картины
Демонстрация опыта с бипризмой Френеля [6, c. 18]
В) бизеркала Френеля (свет, излучаемый источником света от обоих зеркал распространяется в виде двух пучков, исходящих из точек S1 и S2, которые являются мнимыми источниками света)
- ширина интерференционной картины
Г) зеркало Ллойда (когерентные источники - сам источник света и его мнимое изображение)
Демонстрация опыта с зеркалом Ллойда [6, 19]
- ширина интерференционной картины
Д) кольца Ньютона
Демонстрация колец Ньютона [6, c. 21-22]
Е) интерференция в тонких пленках (когерентные волны от одного источника возникают при отражении света от передней и задней поверхностей тонких пленок)
Учитель: Еще одним ярким примером интерференции света - это радужная окраска мыльных пузырей.
Прежде чем разбираться в появлении этой окраски, прослушайте стихотворение С.Я. Маршака "Мыльные пузыри"
Сияя гладкой пленкой,
Растягиваясь вширь,
Выходит нежный, тонкий,
Раскрашенный пузырь.
Горит, как хвост павлиний.
Каких цветов в нем нет!
Лиловый, красный, синий,
Зеленый, желтый цвет.
Взлетает шар надутый,
Прозрачнее стекла.
Внутри его как будто
Сверкают зеркала.
Огнями на просторе
Играет легкий шар.
То в нем синеет море,
То в нем горит пожар.
Он, воздухом надутый,
По воздуху плывет,
Но и одной минуты
На свете не живет.
Нарядный, разноцветный,
Пропал он навсегда,
Расплылся незаметно,
Растаял без следа:
Задание: выдуйте несколько мыльных пузырей и пронаблюдайте за явлением интерференции в мыльной пленке. [5]
Демонстрация и объяснение интерференции света в мыльной пленке[6, c. 23]
Задание: прослушайте внимательно отрывок из произведения А. Львова "мой старший брат, которого не было" и ответьте на вопрос.
":Сваи всегда окружены цветными, отливающими на солнце синевой, как чешуя скумбрии, кольцами. Эти кольца - от нефти и керосина, которые оставляют за собой огромные танкеры и морские трамваи: У них своя жизнь, совсем непохожая на нашу. Они растут, вытягиваются, ощупывают друг друга, сливаются или, наоборот, двоятся - и все это на глазах"
Почему нефть на поверхности воды окрашивается в радужные цвета? [5]
Задание: прослушайте следующий отрывок из произведения М.Ю. Лермонтова "Сон"
Я видел сон: прохладный гаснул день,
От дома длинная ложилась тень,
Луна, взойдя на небе голубом,
Играла в стеклах радужным огнем.
Как возникает радужная окраска стекла? [5]
Учитель: Благодаря этому явлению и объясняется окрашивание крыльев стрекоз и поверхности лазерных дисков.
Явление интерференции широко используется в технике.
- просветление оптики.
Опр.: Просветление оптики - метод, заключающий в уменьшении отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на нее специальной пленки.
-интерферометры.
Опр.: Интерферометры - приборы, служащие для точного измерения показателя преломления газов и других веществ, а также длин световых волн.
*В оставшееся время решаются задачи, следующего типа [3]
А) В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом длиной 60 мксм, расстояние между отверстиями 1 мм, расстояние от отверстия до экрана 3 м. Найти положение трех первых светлых полос.
Б) Два когерентных луча с длинами волн 404 нм пересекаются в одной точке на экране. Что будет происходить в этой точке - усиление или ослабление света, если разность хода лучей равна 17,17 мкм?
В) Длина волны желтого света натрия в вакууме равна 588 нм. Сколько длин волн этого света укладывается на отрезке 1 см?
Г) В опыте с зеркалами Френеля расстояние между мнимыми изображениями источников света равно 0,5 мм, расстояние до экрана 5 м. В зеленом свете получились интерференционные полосы на расстоянии 5 мм друг от друга. Определите длину зеленого света.
Д) На мыльную пленку с показателем преломления 1,33 падает по нормали монохроматический свет длиной волны 600 нм. Отраженный свет в результате интерференции имеет наибольшую интенсивность. Определите толщину пленки.
Е) Установка для получения колец Ньютона освещается падающим нормально монохроматическим светом длиной волны 720 нм. Радиус шестого темного кольца, наблюдаемого в отраженном свете, равен 7,2 мм. Определите радиус кривизны линзы.
Ж) При наблюдении интерференции от двух мнимых источников монохроматического света длиной волны 590 нм оказалось, что на экране длиной 3,5 см умещается 7,5 полос. Определите расстояние между источниками, если от них до экрана 2,? М.
З) Два когерентных источника испускают красный свет длиной волны 720 нм. Определите, будет ли в точке М на экране светлая полоса, если расстояние от этой полосы до центра экрана О равно 1,8 см. Экран удален от источника на 5 м, расстояние между источниками равно 0,1 см.
И) Два когерентных световых луча достигают некоторой точки с разностью хода 2 мкм. Что произойдет в этой точке: максимум или минимум, если свет желтого цвета; красного цвета? (длина волны соответственно 600 и 700 нм)
К) два когерентных источника испускают монохроматический свет с длиной волны 600 нм. На каком расстоянии от центра интерференционной картины (т. О) будет расположен первый максимум, если расстояние от источников до экрана 4 м, а расстояние между источниками 1 мм?
Читайте также: