Вопрос 43: Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракция на щели. Дифракционная решетка.
Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.
Принцип Гюйгенса — Френеля — основной постулат волновой теории, описывающий и объясняющий механизм распространения волн, в частности, световых.
Принцип Гюйгенса — Френеля формулируется следующим образом:
Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать, как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.
Дифракция на щели:
При прохождении света через узкую щель за нею получаются дифракционные полосы. Кроме того, происходит интерференция отдельных лучей. В зависимости от наклона лучей к оси симметрии системы получаются неодинаковые разности хода — чередование светлых и темных полос.
Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность.
Фронт световой волны разбивается штрихами решётки на отдельные пучки когерентного света. Эти пучки претерпевают дифракцию на штрихах и интерферируют друг с другом. Так как для разных длин волн максимумы интерференции оказываются под разными углами (определяемыми разностью хода интерферирующих лучей), то белый свет раскладывается в спектр.
Билет 16
35. Механические волны
Механической волной называется процесс распространения колебаний в упругой среде, который сопровождается передачей энергии колеблющегося тела от одной точки упругой среды к другой. Механические волны могут распространяться только в какой-нибудь среде (веществе): в газе, в жидкости, в твердом теле. В вакууме механическая волна возникнуть не может.
Источником волн являются колеблющиеся тела, которые создают в окружающем пространстве деформацию среды. Для возникновения волны нужна деформация (наличие Fупр) среды. Для распространения волны нужна упругая среда.
Бегущая волна - волна, где происходит перенос энергии без переноса вещества. Бегущая упругая волна- волна, где есть перенос энергии и возникает F упругости в среде распространения.
Виды волн:
1. Поперечная волна (колебания перпендикулярны скорости распространения) - возникает только в твердых телах (волна на водной поверхности, волна вдоль шнура)
2. Продольная волна (колебания параллельны скорости распространения) - возникают в любой среде (жидкости, в газах, в твердых телах) (звуковые волны, колебания поршня в трубке, заполненной газом или жидкостью, вызывают продольную упругую волну).
Свойства волн:
Перенос энергии
Отражение
Преломление
Дифракция
Интерференция
Длина волны (λ) – расстояние, на которое распространяется колебание за 1 период.
λ=V*T
λ=V/υ
Звуковые волны
Звук – распространение волн, которые вызывают у человека слуховые ощущения.
Акустика – раздел механики, изучающий звуковые явления.
Звук:
Возникает (колебания источника)
Распространяется (продольная волна)
Слышим 16Гц-20000Гц
Инфразвук (до 16 Гц) – слышат животные: собаки, кошки
Ультразвук (более 20000 Гц) – слышат дельфины, летучие мыши
Характеристика звука
Громкость зависит от амплитуды
Шкала Белла (100, 80, 60, 40, 20 децибел)
80-движущийся транспорт
60-разговор
20-капля воды
3. Высота зависит от частоты
4. Тембр зависит от источника звука