18. Характеристика жидкого состояния вещества. Поверхностное натяжение. Формула Лапласа. Капиллярные явления.

Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое. Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии.

Поверхность жидкости стремится сократиться. Благодаря этому вдоль поверхности жидкости действуют силы, называемые силами поверхностного натяжения.

Поверхность жидкости, налитой в сосуд будет искривляться у стенок сосуда: подниматься в случае смачивающей жидкости и опускаться для несмачивающей. Кроме внутреннего давления жидкость испытывает добавочное давление, обусловленное искривленной поверхностью жидкости. Δр=±σ(1/R1+1/R2) – формула Лапласа.

1. R1=R2=R Δр=±2σ/R; 2. R1=беск. R2=R Δр=±σ/R

Капиллярное явление.

Благодаря большой кривизне капилляра жидкость может подниматься (смачиваться) или опускаться (несмач) на некоторую величину. r- радиус капилляра

R – радиус кривизны

h – высота подъема

θ- краевой угол

Жидкость будет подниматься до тех пор, пока гидростатическое давление Δр=gh, gh=Δσ/R; R=r/cosθ.

19. Оптическая длина пути и оптическая разность хода. Интерференция световых волн.

Произведение геометрической длины s пути световой волны в данной среде на показатель преломления n этой среды называется оптической длиной пути L, а =L₂ – L₁ – разность оптических длин проходимых волнами путей –называется оптической разностью хода.

Если разность фаз  = ₂ - ₁, остается постоянной во времени, то волны называются когерентными. Источники таких волн называются когерентными.

При наложении двух (или нескольких) когерентных световых волн происходит пространственное перераспределение светового потока, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других – минимумы интенсивности. Это явление называется интерференцией света.

Интенсивность света в точках наложения равна I=I1+I2+2*√(I1*I2)*соs(α2-α1)

В точках пространства, где cos(α2-α1)>0, значение интенсивности I>I1+I2. - максимумы

Если cos(α2-α1)<0, то интенсивность I<I1+I2. -минимумы

20. Дифракция световых волн. Метод зон Френеля.

Под дифракцией света понимают всякое отклонение распространения световых волн вблизи препятствий, встречающихся на их пути, от законов геометрической оптики.

Для объяснения явления дифракции Френелем был использован принцип Гюйгенса, согласно которому каждая точка волнового фронта является источником вторичных когерентных волн, а новый фронт волны образуется в результате интерференции вторичных волн.

Разделим фронт волны в щели на части или зоны (их называют зонами Френеля) так, чтобы разность хода между крайними лучами в зоне равнялась половине длины волны /2.

В каждых двух соседних зонах имеются симметрично расположенные лучи, которые, фокусируясь в точке F и интерферируя между собой, взаимно гасятся. Поэтому, если при данном угле φ наклона лучей на ширине щели укладывается четное число зон, то результатом интерференции в точке F будет минимум – темная линия.

Если при другом угле φ1 наклона лучей на ширине щели укладывается нечетное число зон, то, фокусируясь на экране и интерферируя между собой, лучи всех четных зон попарно взаимно гасятся; лучи остающейся нечетной зоны образуют светлую полоску – максимум, но значительно менее яркий, чем нулевой максимум.

Если расстояние от источника до преграды, преграды и экрана конечны (фронт волны сферический), то дифракция Френеля

Если бесконечны – дифракция Фраунгофера.