Сьома самостійна робота Хвильова оптика.

1.Дефракція механічних хвиль.

2.Дефракція світла.

3.Дефракційна решітка.

4.Поляризація механічних хвиль.

5.Поляризація світла.

1. Дефракція механічних хвиль.

Дефракція від перешкоди.

Дифракцією називають огинання хвилями перешкод. Перешкоди порушують прямолінійність поширення хвиль. Явище дифракції для хвиль, які поширюються на поверхні води наведено на мал. 1-6. Якщо перешкода велика (порівняно з довжиною хвилі), то хвилі заходять за її краї (мал. 2), а дуже малу перешкоду хвилі огинають так, що за нею фронт хвилі ніяк не змінюються (мал. 1).

Дифракція від щілини:

Якщо щілина велика (порівняно з довжиною хвилі), то хвилі майже не заходять за її краї (мал.6). Якщо отвір маленький, хвилі помітно заходять за краї отвору (мал. 5). Якщо щілина дуже мала, то хвилі повністю покривають всю поверхню за перешкодою. У цьому разі отвір є ніби самостійним джерелом хвилі (мал.4).

2. Дефракція світла.

Дифракцією світла можна спостерігати тільки на значній відстані від перешкоди або отвору і розміри перешкоди повинні бути дуже малими, тому що довжина світлових хвиль дуже мала (менших від 1 мм в 1000 разів).

Нехай на шляху променю які йдуть від точкового джерела монохроматичного світла S розміщений дуже маленький непрозорий диск діаметром АВ (в області тіні) у вигляді темних і світлих тілець, які чередуються. В центрі екрану т.О буде світла точка, тому що різниця хвильових шляхів для цієї точки дорівнює нулю.

3. Дефракційна решітка.

В елику кількість паралельних і дуже близько розміщених вузьких щілин, які пропускають або відбивають світло називають дифракційною решіткою. Решітку виготовляють або з прозорої твердої речовини (скла) або з дзеркала, штрихи наносять алмазним різцем. Відстань від початкової 1-ї щілини до початкової 2-ї називають дифракційною сталою (d) або періодом решітки.

Нехай на решітку падає пучок паралельних монохроматичних променів, перпендикулярних до площини решітки, тоді дифракція призведе до поширення світлових хвиль з другого боку решітки від кожної щілини у всіх напрямках. Кожна щілина стає вторинним джерелом світла. (ніби в кожній щілині є маленька лампочка). На екрані світлові промені, які йдуть від різних щілин, накладаються (інтерферують). Якщо промені накладаються з однаковими фазами, то спостерігається підсилення світла – світла лінія, а якщо з протилежними фазами – послаблення світла – темна лінія. Якщо відкрита тільки одна щілина решітки, а всі інші закриті, то весь екран буде освітлений ( дуже слабко ).

Якщо на решітку падає пучок променів одного кольору (монохроматичних), то проти центра решітки на екрані буде видно максимум нульового порядку, а з обох боків від нього на однакових відстанях видно максимум першого порядку k=1, потім максимум другого порядку і т.д. Якщо дифракційну решітку освітлювати білим світлом, то в центрі екрану утвориться біла смуга (максимум нульового порядку), а з обох боків від неї спектри першого порядку, другого порядку і т.д.

d sin

- формула для дифракційної решітки.

- порядок спектру або порядок максимуму.

d – період решітки.

- кут під яким ми бачимо - тий порядок спектру ( = 1 – 1-й порядок і т. д.).

Виведення цієї формули в підручнику 11 кл. на ст. 141 (тільки виведення).