Контрольные вопросы

1. Какое явление Вы наблюдали при выполнении данной работы?

2. Что такое свет?

3. Какие волны называются когерентными?

4. Дайте определение интерференции света.

5. Запишите условие максимума и минимума при интерференции световых лучей?

6. Покажите интерференцию света в тонкой пленке, запишите формулу для разности хода интерферирующих лучей.

7. Как получить интерференционную картину в виде колец Ньютона?

8. Запишите формулу для расчета радиусов темных и светлых колец Ньютона.

9. Приведите примеры, где Вы наблюдали интерференцию света.

Литература

9. И.В. Савельев Курс общей физики т. 3.

10. Б.М. Яворский, А.А. Детлаф Курс физики, т. 3.

11. А.С. Шубин Курс общей физики.

12. Р.А. Грабовский Курс физики.

Лабораторная работа № 10 волновые свойства света

Цель работы: изучить явление дифракции Фраунгофера на одномерных препятствиях (щель, две щели, дифракционная решетка).

Задачи работы: 1. Получить дифракционную картину от двух щелей и

рассчитать расстояние между щелями.

2. Получить дифракционную картину от одной щели и

рассчитать ширину щели.

3. Получить дифракционную картину от дифракционной

решетки и определить постоянную дифракционной

решетки.

Приборы и принадлежности: Газовый лазер и стеклянная пластина с набором щелей и дифракционных решеток.

Теоретическое введение

По современным представлениям свет имеет электромагнитную природу и обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. В явлениях дифракции и интерференции света проявляются волновые свойства света.

Дифракцией света называется отклонение света от прямолинейного распространения в однородной среде, когда свет, огибая препятствие, заходит в область геометрической тени.

Дифракция света наблюдается, если размеры препятствия соизмеримы с длиной волны  света.

Дифракция света всегда сопровождается интерференцией дифрагированных лучей. Поэтому, чтобы изучить дифракцию света, изучите сначала что такое интерференция света, условие максимума и минимума при интерференции либо по учебнику, либо этот материал Вы найдете в работе № 9 .

Явление дифракции света может быть объяснено с помощью принципа Гюйгенса - Френеля:

каждая точка фронта распространяющейся волны является источником вторичных когерентных волн, которые могут интерферировать в любой точке пространства, в результате чего могут усиливать или гасить друг друга.

Вторичные источники являются фиктивными, и принцип Гюйгенса - Френеля служит лишь приёмом для расчетов направления распространения волн и распределения их интенсивности по различным направлениям.

Для упрощения расчета интерференции вторичных волн Френель предложил оригинальный метод разбиения волновой поверхности S на участки (зоны Френеля). Рассмотрим распространение монохроматической световой волны из точки Q (источник света) в какую-либо точку наблюдения P (см.рис.)

с

Q

O Р

с

S

Согласно принципу Гюйгенса - Френеля, действие источника Q заменяют действием воображаемых источников, расположенных на вспомогательной поверхности S , в качестве которой выбирают поверхность фронта сферической волны, идущей из Q . Поверхность S разбивают на кольцевые зоны так, чтобы расстояния от краев 2-х соседних зон до точки наблюдения Р отличались на :

; ;

Образованные таким образом равновеликие участки поверхности S называются зонами Френеля.

Очевидно, что колебания, возбуждаемые в точке Р двумя соседними зонами, противоположны по фазе, т.к. разность хода соответственных лучей от этих зон до точки наблюдения Р равна : . Поэтому при наложении эти колебания должны взаимно ослабить друг друга.