Вопрос 44. Свет как электромагнитная волна.
v=3*108м/с – скорость света.
Электромагнитное поле описывается уравнениями Максвелла с помощью которых можно показать, что электромагнитное поле, образованное в некоторой области пространства не остается локализованным, а распространяется в виде электромагнитных волн, скорость которых была определена теоретически и совпала с практически найденной скоростью света. Это позволило сделать вывод, что свет является электромагнитной волной и ее характеризуют векторы индукции и напряженности, которые распространяются в перпендикулярных плоскостях.
Векторы индукции и напряженности перпендикулярны направлению распространения волны.
Вопрос 45. Интерференция света. Условия максимума и минимума.
Интерференцию световых волн можно наблюдать непосредственно (радужная окраска мыльных и масляных пленок). Интерференцией называется явление суперпозиции или сложения когерентных волн.
Когерентность источников или волн заключается в равенстве их частот и постоянстве разности фаз. Применим условие максимума и минимума интерференции к световым волнам, созданным когерентными источниками S1 и S2 и сходящимся в точке p.
[S1p]-[S2P]
– разность хода.
Если в разность хода луче укладывается четное число длин полуволн, то в точке Р будет наблюдаться максимум интерференции.
– максимум.
n=0,1,2,3,…
если в разность хода укладывается нечетное число длин полуволн, то в точке Р будет наблюдаться минимум интерференции.
– минимум
Установлено, что максимумы интерференции располагаются друг от друга на расстоянии
Х=
Минимум интерференции располагается на расстоянии
Х=
Максимум и минимум имеют вид светлых и темный полос, параллельных друг другу, центральному максимуму соответствует n=0 и он проходит через точку 0.
Интерференционная картина в тонкой пленке является районом сложения луча отраженного от верхней поверхности и луча, отраженного от нижней поверхности.
Вопрос 46. Дифракция света от одной щели.
Дифракция явление непрямолинейности распространения света, а полученная на экране картина называется дифракционной картиной, которая выглядит как чередующиеся светлые и темные кольца, переходящие друг в друга и захватывающие области тени.
Условия дифракции:
- когерентность волн.
- соизмеримость длины волны и размеров препятствия.
Пусть на экран В с узкой прямой щелью падает пучок параллельных монохроматических лучей нормально к экрану. Все лучи, прошедшие через щель в первоначальном состоянии, собираются линзой в точке О, а поскольку разность хода между ними равна нулю, то через эту точку пройдет центральный светлый нулевой максимум. Однако, надо учесть, что лучи от щели пройдут не только в первоначальном направлении, но и под разными углами (угол дифракции ϕ).
Можно
сказать, что условие максимума и минимума
от одной щели является обратным
относительно интерференции, т.е.
– максимум,
– минимум.
Sinϕ=
– максимум.
Sinϕ=
– минимум.
Вопрос 47. Дифракция света от нескольких щелей. Дифракционная решетка. Спектры.
Пусть
пучок параллельных монохроматических
щелей падает перпендикулярно экрану В
с двумя параллельными щелями, находящимися
на расстоянии а друг от друга.
- максимум
– минимум
Sinφ=
-максимум
Sinφ=
- минимум
Дифракционная картина является результатом двух процессов – это дифракция света от каждой отдельной щели и интерференция света от обеих щелей. Основные черты определяются именно вторым процессом.
Условия максимумов и минимумов справедливы и для дифракции от многих щелей, на максимуме при этом более узкие и яркие, а минимуме широкие и совершенно черные. Расстояние между соседними максимумами и их яркость возрастает по мере увеличения числа щелей.
Дифракционной решеткой называется совокупность большого числа узких параллельных щелей, расположенных близко и на одинаковом расстоянии друг к другу, прорезанных в абсолютно непрозрачном темном экране. Суммарное расстояние равное ширине щелей и промежутку между щелями называется периодом дифракционной решетки.
При использовании белого света каждый максимум приобретает радужную окраску, кроме центрального, т.к. положение каждого максимума зависит от длины волны, чем она больше, тем больше sinϕ и тем под большим углом дифракции получается максимум для этой длины волны.