- •Вопрос 42: Фундаментальные взаимодействия: электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное.
- •Вопрос 41: Элементарные частицы. Частицы и античастицы. Кварки.
- •Вопрос 40: Закон радиоактивного распада.
- •Вопрос 39: Строение ядра. Радиоактивность.
- •Вопрос 38: Формирование молекул.
- •Вопрос 37: Принцип Паули.
- •Вопрос 36: Квантовая модель атома водорода.
- •Вопрос 35: Боровская модель водорода
- •Вопрос 34: Квантовый осциллятор
- •Вопрос 33: Квантование энергии.
- •Вопрос 32: Движение частиц в потенциальной яме (через потенциальный барьер).
- •Вопрос 30: Волновая функция.
- •Вопрос 31: Уравнение Шредингера.
- •Вопрос 29: Принцип неопределенности Гейзенберга.
- •Вопрос 28: Волны Де Бройля.
- •Вопрос 27: Эффект Комптона.
- •Вопрос 26: Фотоэффект.
- •Вопрос 25: Рентгеновское излучение.
- •Вопрос 24: Пироэлектрические приборы для измерения температуры тела.
- •Вопрос 23: Формула Планка.
- •Вопрос 22: Закон Стефана-Больцмана. Закон Вина (закон смещения).
- •Вопрос 21: Закон Кирхгофа.
- •Вопрос 19: Двойное лучепреломление
- •Вопрос 18: Поляризация света при отражении и преломлении вторичных волн. Принцип Гюйгенса.
- •Вопрос 17: Поляризация света.
- •Вопрос 13: Дисперсия света.
- •Вопрос 12: Голография.
- •Вопрос 8: Дифракция Френеля на разных объектах.
- •Вопрос 7: Дифракция света на отверстии Фраунгофера (в параллельных лучах).
- •Вопрос 6: Дифракция света.
- •Вопрос 5: Интерферометры.
- •Вопрос 4: Интерференция от двух источников.
- •Вопрос 3: Интерференция света.
- •Вопрос 2: Монохроматичность и когерентность.
- •Вопрос 1: Электромагнитные волны
Вопрос 8: Дифракция Френеля на разных объектах.
Для вычисления действия в точке В соединяем А с В и разбиваем поверхность S на зоны такого размера, чтобы расстояния от краев зоны до В отличались на λ/2, т. е.
M1B - М0В = М2В - M1B = М3В - М2В =... = λ/2.
П лощадь сегмента, представляющего две первые зоны , т. е. площадь второй зоны также равна и т.д.
Таким образом, построение Френеля разбивает поверхность сферической волны на равновеликие зоны с площадью .
Действие отдельных зон на точку В тем меньше, чем больше угол φ между нормалью к поверхности зоны и направлением на В.
Значение амплитуды колебания, возбужденного в точке В всей совокупностью зон, т. е. всей световой волной, будет равно
s = s1 - s2 + s3 - s4 + s5 - s6 +…= s1 – (s2 - s3) - (s4 - s5) - (s6 - s7) - …
Из s1 > s2 > s3 > s4... следует, что все выражения в скобках положительны, так что s < s1. В точке наблюдения В освещенность E s2 < s12.
Таким образом, действие всей волны на точку В сводится к действию ее малого участка, меньшего, чем центральная зона площадью .
Для расстояний а и b порядка 1 м площадь действующей части волны меньше 1 мм2. Следовательно, распространение света от A к В действительно происходит так, как если бы световой поток шел внутри очень узкого канала вдоль АВ, т. е.
Векторная диаграмма, определяющая действие ряда участков, составляющих целую зону, изобразится ломаной рис. 13 а. Если разбить зону на бесконечно большое число бесконечно малых участков, то ломаная линия обратится в дугу, которая лишь очень мало будет отличаться от полуокружности (рис.13 б). Вектор 0М1 – представляет действие одной центральной зоны в т. В.
Векторная диаграмма действия первой и второй зоны показана на рис. 13 в. Причем хорда дуги М1М2 несколько меньше, чем у дуги ОМ1 вследствие возрастающего наклона зоны φ. ОМ2 – результирующий вектор. Продолжая построение, получим диаграмму действия всей волны (рис 13 г).
Результирующая, характеризующая действие всего волнового фронта, выражается вектором ON = s. Этот вектор равен примерно половине вектора ОМ1 = s1 представляющего действие (амплитуду) вызванное центральной зоной, и совпадает с ним по направлению.
Вопрос 7: Дифракция света на отверстии Фраунгофера (в параллельных лучах).
Р ассматривали дифракцию сферических или плоских волн, изучая дифракционную картину в точке наблюдения, лежащей на конечном расстоянии от препятствия. Именно этот круг вопросов был исследован Френелем, и поэтому дифракционные явления такого рода называют обычно дифракцией Френеля. Фраунгофер (1821—1822 гг.) наводил трубу на отдаленный источник света и наблюдал изображение его вблизи фокальной плоскости трубы через ее окуляр. Тип дифракции, при котором рассматривается дифракционная картина, образованная параллельными лучами, получил название дифракции Фраунгофера.. Пусть волна падает нормально к плоскости щели (рис. 18). Разобьем площадь щели на ряд узких параллельных полосок равной ширины. Каждая из этих полосок может рассматриваться как источник волн, причем фазы всех этих волн одинаковы, т.к. при нормальном падении плоскость щели совпадает с фронтом волны; кроме того, и амплитуды этих элементарных волн будут одинаковы, ибо выбранные элементы имеют равные площади и одинаково наклонены к направлению наблюдения. Графически результат сложения амплитуд для любой точки экрана можно представить векторными диаграммами рис. 19. Диаграмма рис. 19.а соответствует совпадению направления наблюдения и первоначального направления волны (φ = 0), при котором элементарные волны не приобретают никакой разности фаз. Результирующая амплитуда s = Ао. Диаграмма рис. 19.б соответствует направлению, при котором крайние элементы волнового фронта в пределах щели дают разность фаз, равную π, т. е. разность хода, равную λ/2. Это направление соответствует условию ED = bsinφ = λ/2, где b – ширина щели FE. Результирующая амплитуда выражается вектором s = 2А0/π, т.к. s равно диаметру полуокружности, длина которой равна Ао. Диаграмма рис. 19.в соответствует разности хода лучей от крайних элементов волнового фронта, равной λ, т. е. соответствует направлению, определяемому условием bsinφ = λ (2λ, 3λ, 4λ и т.д.). Результирующая амплитуда равна нулю, т. е. минимумы, соответствуют направлениям bsinφ = mλ , где m – целое число.