Презентация. Заседание городской творческой лаборатории «Новые подходы в обу...
дифракция света
1.
2. Интерференция волн. Условия max и min.
in
0 max
1m
1m
Рассмотрим точки max
ax
Д - 1 min
1m
in
А, В, С
1m
2 Рассмотрим точки min
in
ax
m Д, Е, К
2m
in А -1 max
2
ax
m
m
ax Е - 2 min max
В-2
2
3
m in
in m
К - 3 min 3
3m s2
ax s1 3m
ax
S1 s
S2 1 s1 s2
s2
s2
s1 Δd =3 λ / 2 С - 3 max
Δd = 2λΔd = 3λ Δd = 5 λ /
2
s1 Δd = λ
s
Δd2= λ / 2 λ
Рассмотрим волны, идущие от двух когерентных источников.
Выделим точки, в которых волны усиливают друг друга - max
|S2 – S1| = Δ d - разность хода
Выделим точки, в которых волны ослабляют друг друга - min
1 max Δd = λ Условие max: 1 min Δd = λ/ 2 Условие min:
Δ d = n λ, где 2 min Δd =3 λ / 2 Δd = k λ / 2, где
2 max Δd = 2λ k – нечетные числа
n – целые числа
3 max Δd = 3λ 3 min Δd = 5 λ / 2
3. Интерференция и дифракция световых волн
Экран
1802 г.
Юнг Томас
Дифракция – это отклонение волн
от прямолинейного распространения,
огибание ими препятствий, если
размеры препятствий сравнимы
с длиной волны.
1816 г.
О.Френель
Принцип Гюйгенса- Френеля
Волновая поверхность в любой
момент времени не просто
Явление дифракции накладывает ограничения на разрешающую огибающая вторичных волн, а
способность микроскопа, не позволяет четко различать мелкие объекты. результат интерференции
На явлении дифракции основано действие дифракционной решетки. вторичных волн.
4. Дифракционная решетка
Дифракционная решетка – это Экран
совокупность большого числа
очень узких щелей, разделенных
непрозрачными промежутками
(до нескольких тысяч на 1 мм)
Основная характеристика – период F
d = 1 / N, где N – число щелей на
единицу длины.
Пусть на решетку падает плоская
монохроматическая волна с длиной Линза
волны равной λ
Вследствие явления дифракции, вторичные
волны от щелей распространяются
по всем направлениям
Параллельные лучи фокусируются линзой
и на экране образуются максимумы и
минимумы.
При увеличении длины волны углы, под
которыми наблюдаются max и min,
также увеличиваются
d
Белый свет после прохождения
решетки разлагается в спектр.
5. Теория дифракционной решетки
2 max 1 max 0 max 1 max 2 max
Пусть на решетку падает плоская Экран
монохроматическая волна с длиной
Аналогично образуются максимумы
волны равной λ в другую сторону от 0 max
Рассмотрим вторичные волны,
идущие от краев щелей. Разность хода Δdхода Δd = λ, поэтому
Разность = 0, поэтому
волны усиливают друг друга, друга,
волны усиливают друг
на экране образуется 0 max2λ,1поэтому
Разность хода Δd =
на экране образуется max
Условие max: волны усиливают друг друга,
Δd = n λ, где n = 0,1,2,3… на экране образуется 2 max
Δd – разность хода
Выделим две вторичные волны, Δd
усиливающие друг друга вследствие Δd
интерференции.
d
λ
6. Условие max:
Δd = n λ, где n = 0,1,2,3…
Δd – разность хода
Выделенный треугольник – φ
прямоугольный, следовательно:
Δd = d Sin φ, где φ – угол,
под которым наблюдается max Δd
φ
Условие максимумов для d
дифракционной решетки:
d Sin φ = nλ , где Задача.
Под каким углом будет наблюдаться спектр 2 порядка
d – период решетки на дифракционной решетке с периодом 0,0012 см
λ – длина волны при освещении ее светом с длиной волны 500 нм ?
n - номер максимума
7. Лабораторная работа «Измерение длины световой волны»
Приборы: источник света, дифракционная решетка, прибор для
определения длины световой волны.
Выполнение работы: 1. Расположить экран на удобном
расстоянии от решетки, смотреть
в через решетку и щель на источник
Экран со щелью
света и наблюдать дифракционные
и шкалой
спектры. Установить решетку так,
чтобы спектры располагались
параллельно шкале экрана.
Измерить расстояние а
Линейка 2. Выбрать линии в спектрах 1 и 2
порядка и измерить расстояние в
(от щели до выбранной линии)
Дифракционная
решетка а 3. Данные занести в таблицу, вычислить λ
Цвет Порядок Период а в λ
№ спектра спектра решетки (мм) (мм) (м)
n d (мм)
Условие max: d Sinφ = n λ
d Sin φ
λ= Sin φ = в / а
n
Контрольные вопросы: 1. Чем отличаются световые волны разных цветов ?
2. Чем отличаются дифракционные спектры для решеток
с разными периодами ?
