Оптика,элементы ядерной и квантовой физики / Занятия от Иванова / ЗАНЯТИЕ 5 ДИФРАКЦИЯ

ЗАНЯТИЕ 5 ДИФРАКЦИЯ ФРЕНЕЛЯ И ДИФРАКЦИЯ ФРАУНГОФЕРА

ВОПРОСЫ:

1.Какое явление называется дифракцией света? Дифракция Фраунгофера и дифракция Френеля.

2.Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля. В чем заключается метод зон Френеля?

3.Примените метод зон Френеля к расчету условий максимумов и минимумов при дифракции света на щели.

4.Распределение интенсивности на экране при дифракции на двух щелях.

ЗАДАЧИ

40.Плоская монохроматическая световая волна ( = 0.6 мкм) падает нормально на небольшое круглое отверстие радиусом R = 0,6 мм в непрозрачном экране. На каком расстоянии от отверстия находится точка наблюдения, если на отверстии укладываются три первые зоны Френеля?

41.Определите угол между направлениями на 2-й и 4-й максимумы дифракционной картины, если длина волны света = 0,6 мкм, ширина щели b = 0,1 мм. (Рассмотрите случай нормального падения)

42.На узкую длинную щель в непрозрачном экране нормально падает плоская монохроматическая световая волна. Угол отклонения, соответствующий третьему дифракционному максимуму, равен = 1 30 . Найдите отношение ширины щели к длине волны падающего света.

43.Определите угловую ширину центрального максимума при нормальном падении монохроматического света с длиной волны = 0,5 мкм на щель шириной b = 0,1 мм. Расстояние до экрана l = 1 м.

44.Расстояние между главными максимумами дифракционной картины от двух щелей оказалось равным h = 1 мм. Монохроматический свет с длиной волны = 0,4 мкм падал нормально, расстояние до экрана l = 1 м. Определите расстояние между центрами щелей.

45.На непрозрачный плоский экран с отверстием радиуса R = 1 мм нормально падает плоская волна с λ = 500 нм. Что будет наблюдаться в точке, находящейся на расстоянии l = 0,5 м от центра отверстия на перпендикуляре, проведённом из центра отверстия?

46.Точечный источник света находится на расстоянии a = 1 м от экрана с отверстием, за которым на расстоянии b = 1 м располагается экран наблюдения. Длина волны излучения источника = 500 нм Определите минимальный диаметр отверстия, чтобы в центре дифракционной картины наблюдать минимум интенсивности.

47.На небольшое круглое отверстие диаметром d = 0,4 см в непрозрачном экране падает нормально плоская монохроматическая волна ( = 500 нм). Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии b = 1 м от экрана. Темное или светлое пятно будет в центре дифракционной картины, если в точке наблюдения поместить второй экран?

48.На непрозрачный экран с отверстием радиуса R = 6 мм нормально падает плоская волна интенсивности I0 = 1 Вт/м2 с λ = 600 нм. Внутри отверстия находится тонкая длиннофокусная собирающая линза с фокусным расстоянием F = 3 м. Найдите интенсивность света в фокусе линзы.

49.Точечный источник монохроматического света с = 500 нм находится на расстоянии 6,75 м от ширмы с круглым отверстием. На таком же расстоянии от ширмы расположен экран. Найти число зон Френеля, укладывающихся в отверстии ширмы, если диаметр отверстия равен: а)4,5 мм; б) 5,2 мм. При каком из диаметров интенсивность света в точке наблюдения выше? Точка наблюдения расположена на оси светового пучка. Ось пучка перпендикулярна плоскости ширмы и проходит через середину отверстия.

50.На круглое отверстие радиусом r = 1 мм в непрозрачном экране падает нормально параллельный пучок света с = 500 нм. На пути лучей, прошедших через отверстие, помещают экран. Определите максимальное расстояние от отверстия до экрана, при котором в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться уменьшение интенсивности света.

51.Можно ли наблюдать дифракцию Френеля на отверстии радиусом r = 5 мм при освещении его солнечным светом?

52.Плоская световая волна нормально падает на круглое отверстие. За отверстием расположен экран. При данной геометрии опыта отверстие перекрывает для некоторой точки экрана все зоны Френеля, кроме первой. Во сколько раз необходимо увеличить радиус отверстия, чтобы в этой точке возник: а) первый минимум; б) второй максимум?