2.7 Расстояние от экрана до точки наблюдения

Определим расстояние r₀ от плоскости, где должен устанавливаться экран со щелями до точки наблюдения М, по формуле (2.5), принимая L=d:

а) на широкой щели d>>R₁,

б) на щели d=R₁.

в) на узкой щели d<<R₁,

где d - ширина щели, R₁- радиус первой зоны.

Полученные результаты занесем в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 Расстояние от экрана до точки наблюдения

Размер щели	d>>R1	d<<R1	d=R1
r0, см	34,2 ≤ r0 ≤ 6097,8	0,22 ≤ r0 ≤ 0,24	11,2 ≤ r0 ≤ 647,6

2.8 Дифракция на длинной щели

По формулам (2.3), (2.4), (2.6), (2.7)

∆X₀=∆Xρ₀/(r₀₊ρ₀) (2.6)

X^{`</sup><sub>1</sub>=X<sub>1</sub>-∆X<sub>0</sub> , X<sup>`}₂=X₂+∆X₀ (2.7)

рассчитаем дифракцию на длинной щели:

а) на широкой щели d>>R₁=14.

б) на щели d=R₁.

в) на узкой щели d<<R₁.

Представим зависимости U(M)=f(x) в виде графиков для вариантов а) – рисунок 2.5, б) - рисунок 2.6, в) - рисунок 2.7.

Рисунок 2.5 Дифракция на длинной, широкой d>>R₁=14 щели

Рисунок 2.6 Дифракция на длинной, d=R₁=6,63 щели

Рисунок 2.7 Дифракция на длинной узкой d<<R₁=0,48 щели

3. Экспериментальные результаты

3.1 Определение зон Френеля

Таблица 3.1 Уровень сигнала от количества открытых зон

1	2	3	4	5	6
0,9831	0,301	0,8841	0,5695	0,7037	0,7807

Рисунок 3.1 Уровень сигнала от количества открытых зон

Таблица 3.2 Уровень сигнала от количества нечетных открытых зон

1	2	3
0,9831	1,86	2,551

Рисунок 3.2 Уровень сигнала от количества нечетных открытых зон

Таблица 3.3 Уровень сигнала от количества четных открытых зон

1	2	3
0,9764	1,848	2,534

Рисунок 3.3Уровень сигнала от количества четных открытых зон

Вывод: Результат интерференции вторичных волн в точке наблюдения зависит от числа n открытых зон Френеля. Все зоны имеют одинаковую площадь. У каждой последующей зоны угол α между лучом, проведенным в точку наблюдения, и нормалью к волновой поверхности возрастает. Так как расстояния от двух соседних зон до точки наблюдения отличаются на λ / 2, следовательно, возбуждаемые этими зонами колебания находится в противофазе. Поэтому волны от любых двух соседних зон почти гасят друг друга. Суммарная амплитуда колебаний в точке наблюдения всегда меньше амплитуды колебаний, которые вызвала бы одна первая зона Френеля. В частности, если бы были открыты все зоны Френеля, то до точки наблюдения дошла бы невозмущенная препятствием волна. Если отверстие в непрозрачном экране оставляет открытой только одну зону Френеля, то амплитуда колебаний в точке наблюдения возрастает в 2 раза (а интенсивность в 4 раза) по сравнению с действием невозмущенной волны. Если открыть две зоны, то амплитуда колебаний обращается в нуль. Если оставлять открытыми только несколько нечетных (или только несколько четных) зон, то амплитуда колебаний резко возрастает.