Курс общей физики. Миловидова С.Д - 73 стр.

UptoLike

Рубрика: 

73
Цвет
светофильтра
Номер
кольца
Отсчет r, мм
λ, мм
РАБОТА 14
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ ПРИ ПОМОЩИ
ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ
Приборы и принадлежности: гониометр, плоская
дифракционная решетка , осветитель со светофильтрами.
Краткая теория
Явление дифракции света состоит в отклонении световой волны от
прямолинейного распространения. Дифракция происходит, когда световые
лучи встречают на своё м пути какое- либо препятствие, но особенно
отчетливо она обнаруживается в тех случаях , когда размеры огибаемых
непрозрачных экранов или отверстий , через которые проходят лучи,
настолько малы , что являются соизмеряемыми с длиной световой волны .
При использовании белого света дифракционная картина
приобретает радужную окраску .
Дифракционная картина возникает в результате наложения
( интерференции) вторичных волн, поэтому ей присущи типичные для
интерференции черты - неравномерное распределение энергии в
пространстве. В одних местах интенсивность света - больше, в других
меньше. Таким образом , в подвергшейся дифракции световой волне по
отношению к падающей происходит перераспределение интенсивности
света .
Рассмотрим явление дифракции от одной узкой прямоугольной
щели . Пусть плоская монохроматическая волна падает перпендикулярно
на экран, в котором имеется длинная узкая щель шириной α (рис.1). Когда
фронт волны дойдет до щели и займет положение AB, то все его точки ,
согласно принципу Гюйгенса , являются новыми
источниками вторичных элементарных волн.
Эти волны распространяются в пространстве за
щелью во всех направлениях .
Рассмотрим волны , которые
распространяются от плоскости AB в
направлении, составляющим с первоначальным,
некоторый угол ϕ . Если на пути этих лучей
поставить линзу , параллельную плоскости AB,
то, как показано на рис. 1, эти параллельные
лучи после преломления сойдутся в некоторой
точке М в фокальной плоскости линзы .
Располагая в этой фокальной плоскости
экран Е, можно на нем наблюдать результат
интерференции для волн, распространяющихся
a
А
ϕ
С
В
λ /2
М
Рис.1
                                         73
Ц вет               Н омер       О тсчет             r, мм           λ, мм
светоф ильтра       кольца


                                РА Б ОТ А № 14
   О П Р Е ДЕ Л Е Н И Е ДЛ И Н Ы С ВЕ ТО ВО Й ВО Л Н Ы П Р И П О М О Щ И
                      ДИ Ф Р А КЦ И О Н Н О Й Р Е Ш Е ТКИ
            П риборы        и    прина длежности:      гониометр,    плоска я
диф ра кционна я реш етка , осветитель со светоф ильтра ми.

                                 К ра тка я теория
        Я вление диф ра кции света состоит в отклонении световой волны от
прямолиней ного ра спростра нения. Д иф ра кция происх одит, когда световы е
лу чи встреча ю т на своём пу ти какое-либо препятствие, но особенно
отчетливо она обнару жива ется в тех слу ча ях , когда ра з        меры огиба емы х
непроз   рачны х экра нов или отверстий , через которы е прох одят лу чи,
на столько ма лы , что являю тся соиз   меряемы ми с длиной световой волны .
        П ри использ   ова нии белого света диф ра кционна я картина
приобрета етра ду жну ю окра ску .
        Д иф ракционна я ка ртина воз       ника ет в рез     у льта те на ложения
(интерф еренции) вторичны х волн, поэтому ей прису щ и типичны е для
интерф еренции черты - нера вномерное ра спределение энергии в
простра нстве. В одних места х интенсивность света - больш е, в дру гих
меньш е. Т а ким обра з  ом, в подвергш ей ся диф ракции световой волне по
отнош ению к пада ю щ ей происх одит перера спределение интенсивности
света .
        Ра ссмотрим явление диф ракции от одной у з            кой прямоу гольной
щ ели. П у сть плоска я монох роматическа я волна па дает перпендику лярно
на экра н, вкотором имеется длинна я у з     ка я щ ель ш ириной α (рис.1). К огда
ф ронт волны дой дет до щ ели и з      а й мет положение AB, то все его точки,
                             согла сно принципу Г ю й генса , являю тся новы ми
                             источника ми вторичны х элемента рны х волн.
     А           В           Э ти волны ра спростра няю тся в прос     aтра нстве з  а
                             щ елью во всех на пра влениях .
           С       λ /2             Ра ссмотрим             волны ,         которы е
    ϕ                        ра спростра няю тся от             плоскости AB в
                             на пра влении, соста вляю щ им с первонача льны м,
                             некоторы й у гол ϕ. Е сли на пу ти этих лу чей
                             поста вить линз    у , па ра ллельну ю плоскости AB,
                             то, ка к пока з  а но на рис. 1, эти па ра ллельны е
                             лу чи после преломления сой ду тся в некоторой
  М                          точке М вф ока льной плоскости линз         ы.
                                     Ра спола га я в этой ф ока льной плоскости
                             экра н Е , можно на нем на блю да ть рез         у льта т
       Рис.1                 интерф еренции для волн, ра спростра няю щ их ся