Методички / Лабораторная работа № 93 модифицированная

Цена: _______

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ

Московский государственный университет

путей сообщения.

Кафедра "Физика-1"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №93

Дифракция сферической волны

на диафрагме с фиксированным

круглым отверстием

Москва – 2001 г.

Контрольные вопросы

1. Что называется дифракцией света?

2. В чем состоит сущность метода зон Френеля?

3. Выведите формулы для определения радиусов и площадей зон Френеля.

4. Зависит ли площадь зон Френеля от номера зоны?

5. Как зависит интенсивность света в точке Р от числа открытых зон Френеля?

6. Как меняется дифракционная картина, если при неизменном a увеличивать расстояние b от отверстия до экрана?

7. Каково соотношение между интенсивностями света в точке Р в случаях, когда отверстие открывает одну зону Френеля и при полностью открытом волновом фронте?

Список литературы.

1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3х т. – М.: Наука, 1978. – Т. 2, гл. XVII, 125 – 126.

2. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976, гл. VIII, §33-38.

Вывести диафрагму с отверстием из зоны луча, снять показания фотоприёмника I и занести в таблицу 1.

Найти отношение I₁/I и сравнить с теоретическим значением. Объяснить наблюдаемую разницу.

Вернуть диафрагму на то же место.

Задание 3.

Замерить расстояние a₁ и занести в таблицу 2. Поместить экран на место фотоприёмника.

Таблица 2.

m	am, см.
	Экспериментальный	Теория
1
2
3
4
5

Смещая диафрагму с отверстием в сторону источника, получить картины на экране, соответствующие 2, 3 и т.д. зонам Френеля. Измерить соответствующие расстояния a_m, измерив предварительно расстояние L от источника до экрана, и занести в таблицу 2.

Рассчитать по формуле (4) значения a_m и внести в таблицу 2.

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ

Московский государственный университет

путей сообщения.

Кафедра "Физика-1"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №93

Дифракция сферической волны

на диафрагме с фиксированным круглым отверстием

Методические указания

Для самостоятельной работы студентов

строительных и механических специальностей

по дисциплине "Физика" раздел "Оптика"

Москва – 2001 г.

Лабораторная работа №93

Теоретическая часть

Дифракция сферической волны на диафрагме с фиксированным круглым отверстием.

Рис. 1.

S – точечный источник, Э – экран,

Д – диафрагма с круглым отверстием.

Пусть в отверстии диафрагмы укладывается целое число m зон Френеля

(1)

При фиксированном расстоянии от источника S до экрана Э

(2)

изменять число зон Френеля m можно, изменяя расстояние a от источника S до диафрагмы Д. Тогда из решения уравнений (1) и (2) можно получить расстояния a_m, соответствующие случаю, когда в отверстии диафрагмы укладывается ровно m зон Френеля

(3)

Удобно перемещать диафрагму в сторону источника (a_m<L/2),т.к. при этом наблюдаемая на экране дифракционная картина будет больше. Тогда в формуле (3) реализуется знак "-" , т.е.

(4)

Порядок выполнения работы.

Задание 1.

Перемещая диафрагму в сторону источника, получить последовательно дифракционные картины, соответствующие случаям, когда в отверстии диафрагмы укладывается одна, две и т.д. зоны Френеля. Зарисовать полученные картины.

Задание 2.

Поставить диафрагму с отверстием на расстоянии a, равном половине расстояния от источника S до экрана Э. На месте экрана разместить фотоприёмник так, чтобы центр дифракционного пятна приходился на центр фотоприёмника. Смещая диафрагму в сторону источника S, добиться максимума сигнала в фотоприёмнике I₁, что будет соответствовать одной открытой зоне Френеля. Снять показания и занести в таблицу 1.

Таблица 1.

	Показания фотоприемника I, мкА.
m = 1
m  1