Курс физики (стр. 12 )

3. Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками поместили тонкую нить параллельно соприкасающимся концам пластинок. Определить расстояние от нити до соприкасающихся концов пластинок, если в отраженном свете на верхней пластинке видны интерференционные полосы, причем на расстоянии 30 мм насчитывается 16 светлых полос, толщина нити равна 10 мкм, длина волны света . Во сколько раз изменится это расстояние, если длина волны увеличится до 0,6 мкм.

4. Две стеклянные пластинки расположены так, что образуют воздушный клин с углом = 30″. На одну из пластинок падает монохроматический свет с длиной волны 0,5 мкм. Определить ширину интерференционной полосы.

5. Клин выполнен из прозрачного материала с показателем преломления 1,5. Двугранный угол между его плоскостями равен = 30". На одну из плоскостей падает нормально монохроматический свет (l=0,6 мкм). На каком расстоянии от линии соприкосновения пластинок будут наблюдаться в отраженном свете первая и вторая светлые полосы (интерференционные максимумы)?

Кольца Ньютона

1. Расстояние между 9-ым и 16-ым темными кольцами Ньютона в отраженном свете равно 0,5 мм. Длина волны падающего света 500 нм. Определить радиус линзы. Каким будет расстояние между 9-ым и 16-ым темными кольцами при замене источника света на источник с длиной волны 750 нм.

2. Расстояние между вторым и первым темными кольцами Ньютона в отраженном свете равно 1 мм. Определить расстояние между десятым и девятым кольцами.

3. На установке для наблюдения колец Ньютона был измерен в отраженном свете радиус четвертого светлого кольца. Когда пространство между плоскопараллельной пластинкой и линзой заполнили жидкостью, тот же радиус стало иметь пятое кольцо. Определить показатель преломления жидкости (показатель преломления жидкости больше показателя преломления стекла).

4. Две одинаковые плосковыпуклые линзы из стекла, показатель преломления которого равен 1,5, соприкасаются выпуклыми поверхностями. Определить оптическую силу такой системы, если в отраженном свете с длиной волны 0,6 мкм диаметр пятого кольца Ньютона равен 1,5 мм.

5. Сферическая поверхность плосковыпуклой линзы, используемой в установке для наблюдения колец Ньютона, имеет сошлифованную плоскость круглой формы. Этой плоскостью линза соприкасается со стеклянной пластинкой (лежит на ней). На плоскую поверхность линзы нормально падает свет с длиной волны 600 нм. Определить радиус сошлифованной поверхности, если радиус кривизны линзы равен 4 м, а диаметр четвертого светлого кольца Ньютона в отраженном свете равен 8,34 мм.

6. Между плосковыпуклой линзой и стеклянной пластинкой, на которой она лежит, попала пыль. В отраженном свете радиус 2-го темного кольца равен 3 мм, а радиус 10-го темного кольца –12 мм. Определить размер пылинки и радиус кривизны линзы.

7. Плосковыпуклая линза выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Определить толщину слоя воздуха (зазора) там, где в отраженном свете видно первое светлое кольцо Ньютона (l = 0,6 мкм).

8. Диаметр второго светлого кольца Ньютона при наблюдении в проходящем свете (l = 0,6 мкм) d2 = l,2 мм. Определить радиус кривизны плосковыпуклой линзы, взятой для опыта.

9. Плосковыпуклая линза с радиусом кривизны 8 м выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Радиус четвертого темного кольца Ньютона в проходящем свете r4 = 0,7 мм. Определить длину световой волны и расстояние между 4-ым и 9-ым кольцами в отраженном свете.

10. Диаметры двух светлых колец Ньютона равны 4,0 мм и 4,8 мм. Порядковые номера колец не определялись, но известно, что между двумя измеренными кольцами расположено три светлых кольца. Кольца наблюдались в отраженном свете (l = 500 нм). Найти радиус кривизны плосковыпуклой линзы, взятой для опыта.

11. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой стеклянной линзой налита жидкость, показатель преломления которой меньше показателя преломления стекла. Радиус восьмого темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете (l = 700 нм); r8 = 2 мм. Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы R = 1 м. Найти показатель преломления жидкости. Как изменится радиус 8-го кольца в отраженном свете, если жидкость в зазоре заменили на сероводород (nс = 1,6).

Интерферометры.

1. В оба плеча интерферометра Жамена помещены идентичные прозрачные трубки. Из трубок откачали воздух и настроили интерферометр. В одну из трубок накачали газ с показателем преломления 1,00014, при этом интерференционная картина сместилась на полосы. Найти длину трубок, если монохроматический источник света интерферометра имеет длину волны 590 нм.

2. Определить длину волны источника света в интерферометре Майкельсона, если после перемещение зеркала на расстояние 27,3 мкм интерференционная картина сместилась на 100 полос.

Глава 3. ДИФРАКЦИЯ

3.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями и связанных с отклонениями от законов геометрической оптики. Следовательно, дифракция, приводит к огибанию световыми волнами препятствий и проникновению света в область геометрической тени.

Примеры.

1) Дифракция звуковых волн наблюдается постоянно в обыденной жизни. Например, мы слышим звуки голоса говорящего человека, который находится в соседней комнате, если дверь в эту комнату открыта.

2) Дифракция света: если свет проходит через малое круглое отверстие, то картина на экране, поставленном напротив отверстия, представляет собой чередование светлых и темных колец, при этом, напротив отверстия может находиться, как светлое, так и темное пятнышко, что зависит от расстояний между источником света, отверстием и экраном.

3) Если на небольшой непрозрачный диск падает свет от точечного источника, расположенного напротив центра диска, то на экране, установленным за диском, наблюдается система концентрических темных и светлых колец. В центре наблюдается всегда светлое пятно при любых расстояниях между источником света, диском и экраном наблюдений.

4) Если свет проходит через узкую щель, то на экране будет картина из чередующихся светлых и темных полос. Напротив щели будет светлая полоса.

Условия для наблюдения дифракции световых волн. Чтобы наблюдать дифракцию необходимо создать такие условия измерения, при которых отношение квадрата минимального размера отверстия ( ) к произведению длины волны (λ) на расстояние от отверстия до точки наблюдения (ℓ) было порядка или меньше единицы . Если , то справедливы законы геометрической оптики и дифракция не наблюдается (см. далее раздел 3.8). Условие , выполняется при λ→0, т. е. законы волновой оптики переходят в законы геометрической оптики. Следовательно, отклонения от законов геометрической оптики при прочих равных условиях оказываются тем меньше, чем меньше длина волны.

Различие между дифракцией и интерференцией. Между явлениями интерференции и дифракции нет существенного физического различия. Оба явления заключаются в перераспределении светового потока в результате суперпозиции волн. По историческим причинам перераспределение интенсивности, возникающее в результате суперпозиции волн, возбуждаемых конечным числом дискретных когерентных источников, принято называть интерференцией волн. Перераспределение интенсивности, возникающее вследствие суперпозиции волн, возбуждаемых когерентными источниками, расположенными непрерывно, принято называть дифракцией волн. Поэтому говорят, например, об интерференционной картине дифрагирующих волн. Различают два типа дифракции: дифракция Фраунгофера (дифракция в параллельных лучах) и дифракция Френеля (дифракция в расходящихся лучах).

Схема наблюдения дифракции. Наблюдение дифракции Фраунгофера осуществляется обычно по следующей схеме (рисунок 4.3.1). На пути световой волны, распространяющейся от некоторого источника, помещается непрозрачная преграда, закрывающая часть волновой поверхности световой волны. В данном случае этой преградой является диафрагма с отверстием. За преградой располагается экран, на котором возникает дифракционная картина. Точка P – точка на экране, где наблюдается дифракция. Для создания параллельных лучей надо поместить источник в фокусе линзы 1. После прохождения отверстия лучи света идут под различными углами дифракции. Под каждым углом дифракции идут параллельные лучи. Для того чтобы собрать их на экране наблюдений в одну точку, соответствующую каждому углу дифракции, надо поставить линзу 2 и в фокальной плоскости этой линзы поместить экран наблюдений. Дифракция Френеля не требует дополнительных оптических систем (линз). Критерий, позволяющий определить, с каким видом дифракции (Френеля или Фраунгофера) мы будем иметь дело в каждом конкретном случае, будет дан в разделе 3.8 данного пособия.

Рисунок 4.3.1. – Схема наблюдения дифракции Фраунгофера.

3.2. ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА – ФРЕНЕЛЯ

Проникновение световых волн в область геометрической тени может быть объяснено с помощью принципа Гюйгенса. Однако этот принцип не дает сведений об амплитуде, а, следовательно, и об интенсивности волн, распространяющихся в различных направлениях. Френель дополнил принцип Гюйгенса представлением об интерференции вторичных волн. Учет амплитуд и фаз вторичных волн позволяет найти амплитуду результирующей волны в любой точке пространства. Развитый таким способом принцип Гюйгенса получил название принципа Гюйгенса – Френеля.

Основные порталы (построено редакторами)

Домашний очаг Дом • Дача • Садоводство • Дети • Активность ребенка • Игры • Красота • Женщины • (Беременность) • Семья • Хобби Здоровье: • Анатомия • Болезни • Вредные привычки • Диагностика • Народная медицина • Первая помощь • Питание • Фармацевтика История: СССР • История России • Российская Империя Окружающий мир: Животный мир • Домашние животные • Насекомые • Растения • Природа • Катаклизмы • Космос • Климат • Стихийные бедствия Справочная информация Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы Отчеты: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги Положения: • Финансовые документы Постановления: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам Регламенты Термины: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая Время: • Даты • 2015 год • 2016 год Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы - программы

Техника Авиация • Авто • Вычислительная техника • Оборудование • (Электрооборудование) • Радио • Технологии • (Аудио-видео) • (Компьютеры) Общество Безопасность • Гражданские права и свободы • Искусство • (Музыка) • Культура • (Этика) • Мировые имена • Политика • (Геополитика) • (Идеологические конфликты) • Власть • Заговоры и перевороты • Гражданская позиция • Миграция • Религии и верования • (Конфессии) • Христианство • Мифология • Развлечения • Масс Медиа • Спорт (Боевые искусства) • Транспорт • Туризм Войны и конфликты: Армия • Военная техника • Звания и награды Образование и наука Наука: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся Предметы: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция

Мир Регионы: Азия • Америка • Африка • Европа • Прибалтика • Европейская политика • Океания • Города мира Россия: • Москва • Кавказ • Регионы России • Программы регионов • Экономика Бизнес и финансы Бизнес: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги - контроль • Ценные бумаги - оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит Промышленность: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика Строительство • Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством