Дифракция света Кузнецов Георгий Фридрихович учитель физики МОУ

Дифракция света Кузнецов Георгий Фридрихович учитель физики МОУ «Ижемская СОШ» Республика Коми Ижемский район с.Ижма

Δd = 2λ Д - 1 min К - 3 min Δd = 5 λ / 2 Е - 2 min Δd = 3λ Δd =3 λ / 2 Δd = λ Δd = λ / 2 С - 3 max В - 2 max А -1 max 1 min 1 max Интерференция волн. Условия max и min. Рассмотрим волны, идущие от двух когерентных источников. Выделим точки, в которых волны усиливают друг друга - max Выделим точки, в которых волны ослабляют друг друга - min 1 max 2 max 3 max 3 max 2 max 1 min 0 max 3 min 3 min 2 min 2 min Рассмотрим точки max А, В, С S1 S2 |S2 – S1| = Δ d - разность хода λ 1 max Δd = λ s1 s2 2 max Δd = 2λ s1 s2 3 max Δd = 3λ Условие max: Δ d = n λ, где n – целые числа Рассмотрим точки min Д, Е, К s1 s1 s2 s1 s2 s2 2 min Δd =3 λ / 2 3 min Δd = 5 λ / 2 1 min Δd = λ/ 2 Условие min: Δd = k λ / 2, где k – нечетные числа

Интерференция и дифракция световых волн 1802 г. Юнг Томас Дифракция – это отклонение волн от прямолинейного распространения, огибание ими препятствий, если размеры препятствий сравнимы с длиной волны. Экран Принцип Гюйгенса- Френеля Волновая поверхность в любой момент времени не просто огибающая вторичных волн, а результат интерференции вторичных волн. Явление дифракции накладывает ограничения на разрешающую способность микроскопа, не позволяет четко различать мелкие объекты. На явлении дифракции основано действие дифракционной решетки. 1816 г. О.Френель

Дифракционная решетка Дифракционная решетка – это совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками (до нескольких тысяч на 1 мм) Основная характеристика – период d = 1 / N, где N – число щелей на единицу длины. d Экран Пусть на решетку падает плоская монохроматическая волна с длиной волны равной λ Вследствие явления дифракции, вторичные волны от щелей распространяются по всем направлениям Линза F Параллельные лучи фокусируются линзой и на экране образуются максимумы и минимумы. При увеличении длины волны углы, под которыми наблюдаются max и min, также увеличиваются Белый свет после прохождения решетки разлагается в спектр.

Теория дифракционной решетки d Экран Δd Условие max: Δd = n λ, где n = 0,1,2,3… Δd – разность хода Выделим две вторичные волны, усиливающие друг друга вследствие интерференции. Пусть на решетку падает плоская монохроматическая волна с длиной волны равной λ λ Рассмотрим вторичные волны, идущие от краев щелей. Разность хода Δd = 0, поэтому волны усиливают друг друга, на экране образуется 0 max 0 max Разность хода Δd = λ, поэтому волны усиливают друг друга, на экране образуется 1 max 1 max Δd Разность хода Δd = 2λ, поэтому волны усиливают друг друга, на экране образуется 2 max 2 max Аналогично образуются максимумы в другую сторону от 0 max 1 max 2 max

d φ φ Δd = d Sin φ, где φ – угол, под которым наблюдается max Δd Условие max: Δd = n λ, где n = 0,1,2,3… Δd – разность хода Выделенный треугольник – прямоугольный, следовательно: d Sin φ = nλ , где d – период решетки λ – длина волны n - номер максимума Условие максимумов для дифракционной решетки: Задача. Под каким углом будет наблюдаться спектр 2 порядка на дифракционной решетке с периодом 0,0012 см при освещении ее светом с длиной волны 500 нм ?

Лабораторная работа «Измерение длины световой волны» Приборы: источник света, дифракционная решетка, прибор для определения длины световой волны. Выполнение работы: а в Дифракционная решетка Экран со щелью и шкалой Линейка 1. Расположить экран на удобном расстоянии от решетки, смотреть через решетку и щель на источник света и наблюдать дифракционные спектры. Установить решетку так, чтобы спектры располагались параллельно шкале экрана. 2. Выбрать линии в спектрах 1 и 2 порядка и измерить расстояние в (от щели до выбранной линии) Измерить расстояние а 3. Данные занести в таблицу, вычислить λ Условие max: d Sinφ = n λ λ = d Sin φ n Sin φ = в / а Контрольные вопросы: 1. Чем отличаются световые волны разных цветов ? 2. Чем отличаются дифракционные спектры для решеток с разными периодами ?

http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Augustin_Fresnel.jpg http://ru.wikipedia.org/wiki/Файл:Thomas_Young_(scientist).jpg Интернет – ресурсы: