Задания и порядок выполнения работы

1. Дифракция Френеля на круглом отверстии.

• Соберите установку по схеме, изображенной на рис.4. При этом необходимо обратить внимание, что транспарант помещается в держатель 3 за фокусом линзы 2. Тогда точка фокуса является точечным источником монохроматического света, волновую поверхность которого можно разбить на зоны Френеля.

• Вставьте в держатель 3 транспарант 1, который представляет собой набор круглых отверстий радиусами: =75 мкм; 170 мкм; 290 мкм; 410 мкм; 600 мкм. Наблюдайте изменение дифракционной картины при различных расстояниях до экрана. Для выбранного радиуса отверстия определите расстояния, при которых наблюдается светлое или темное пятно на экране. По известным расстояниям между фокусом линзы (точечный источник), транспарантом и экраном определите количество зон Френеля, отвечающих условиям наблюдения светлых и темных центральных пятен (длина волны лазерного излучения = 0,67 мкм).

2. Дифракция Френеля на круглом диске. Пятно Пуассона.

• Вставьте в держатель 3 транспарант 2, который представляет собой набор круглых экранов радиусами: =75 мкм; 170 мкм; 290 мкм; 410 мкм; 600 мкм. Наблюдайте изменение дифракционной картины при различных расстояниях до экрана и различных значениях диаметров экрана. Определите условия, при которых наблюдается пятно Пуассона.

3. Дифракция Френеля на прямоугольных диафрагмах и экранах.

• Используя транспаранты 4 и 5 которые представляет собой набор прямоугольных препятствий и диафрагм, наблюдайте изменение дифракционной картины при различных размерах препятствий. Качественно объясните наблюдаемые различия.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление дифракции света?

2. Сформулируйте принцип Гюйгенса

3. Чем дополнил принцип Гюйгенса Френель?

4. По каким правилам строят зоны Френеля?

5. Что называют пятном Пуассона?

6. При выполнении каких условий можно наблюдать дифракционные явления?

7. Что называют «зонной пластинкой»?

8. Нарисуйте схему опыта для наблюдения дифракции Френеля.

9. При каком условии дифракционные явления наблюдаются наиболее отчетливо?

10. Пусть радиус отверстия (рис.3) таков, что в нем укладывается три зоны Френеля. Как изменится интенсивность света в точке P если радиус отверстия уменьшить так, что в нем будет укладываться только одна зона Френеля?

Лабораторная работа № 3.3 Дифракция Фраунгофера

Цель работы:

Изучить явление дифракции. Экспериментально наблюдать дифракцию Фраунгофера на одной щели. Определить длину волны излучения лазера. Изучить влияние расстояния между щелями и ширины щелей на характер дифракционной картины. Изучить дифракционную картину при дифракции на дифракционной решетке.

Оборудование:

Лабораторная установка для наблюдения явления дифракции.