- •1.Свет. Интерференция света. Условие максимума и минимума интерференции.
- •Интерференция световых волн.
- •2.Метод расчета интерефекационной картины от 2х. Источников.
- •3. Интерференция света в тонких пленках или полосы ровного наклона.
- •4.Полосы равной толщины или кольца Ньютона.
- •5.Дифракция света. Принцип Гюйгенса .Метод зон Френеля.
- •Метод зон Френеля.
- •6.Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
- •7.Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели.
- •8. Дисперсия и разрешающая сила спектрального прибора.
- •9.Поляризация света. Закон Малюса. Вращение плоскасти поляризации. Закон Фарадея.
- •Анализ плоскополяризованного света. Закон Малюса.
- •Оптическая активность веществ. @
- •10.Методы получения поляризованного света. Закон Брюстера. 2е лучепреломление. Поляризация света при отражении и преломлениина границе раздела двух диэлектрических сред. Закон Брюстера.
- •4. 3. Поляризация света при двойном лучепреломлении.
- •11. Дисперсия света.
- •12.Рассеяние света. Закон Релея .Поглощение света. Закон Ламберта-Бугера.
- •13.Тепловое излучение и его характеристики. Закон Стефана-Больцмана.
- •6. 1. Характеристики теплового излучения. @
- •14. Закон Кирхгофа. Закон смещения вин. Закон Кирхгофа.
- •15. Ультрафиолетовая катастрофа. Постоянная Планка.
- •16. Рентгеновское излучение. Рентгеновская трубка.
- •А.Г.Столетов два года исследовал новое явление и установил следующие закономерности внешнего фотоэффекта:
- •Свет состоит из частиц – квантов;
- •Энергия кванта равна h.
- •18.Эффект Комптона. Давление света.
- •19.Гепотиза Де-Бройля. Формула Де-Бройля. Опыт подтверждающий волновый свойства микрочастиц.
- •20. Соотношение неопределенностей Гейзенберга.
- •21. Волновая функция. Уравнение Шредингера. Пояснение к нему. Волновая функция, её статистический смысл. Задание состояния микрочастицы.
- •Уравнение Шредингера. Физические ограничения на вид волновой функции. Стационарное уравнение Шредингера, стационарные состояния.
- •22.Квантование энергии частицы. Оценка средней энергии для разных l и m.
- •23. Модель атома по Резерфорду. Постулаты Бора.
- •1. Атом может находиться в различных состояниях, в этих состояниях электрон двигается по определенным стационарным орбитам без излучения и без потери энергии. Эти орбиты называют Боровскими орбитами.
- •24. Опыт Франка и Герца.
- •25. Атом водорода. Общая формула Бальмера.
- •26. Квантовая механическая задача об атоме водорода.
- •27. Квантовые числа m, n, l. Графическое представление энергитических параметров.
- •28. Состав ядра. Характеристики ядра. Размеры ядер.
- •29. Дефект массы. Энергия связи. Ядерные силы. Энергия связи ядра. Дефект массы.
- •Модели ядра: капельная, оболочная. Ядерные силы.
- •31.Радиактивность. Период полураспада.
3. Интерференция света в тонких пленках или полосы ровного наклона.
В природе мы неоднократно наблюдали радужную окраску мыльных пузырей, тонких пленок нефти и масла на поверхности воды и оксидных пленок на поверхности металлов. Эти явления обусловлены интерференцией света в тонких пленках, возникающей при наложении когерентных световых волн, отраженных от верхней и нижней поверхностей пленки.
П усть на плоскопараллельную прозрачную пластину с показателем преломления n и толщиной d под углом i падает плоская монохроматическая волна (рис. 2.4). Рассмотрим луч 1, который, коснувшись поверхности в точке О, разделится на два когерентных луча: отраженный от верхней поверхности пленки 1’ и преломленный 1’’. Луч 1’’ пройдет пленку, частично отразится от нижней ее поверхности в точке С, дойдет до точки В и, преломившись, выйдет из пленки. Проведем прямую АВ, перпендикулярную лучам 1’ и 1’’. Путь, который оба луча пройдут от этой прямой до экрана, будет одинаковым, но от точки О до АВ путь, пройденный лучами, будет различным. Найдем эту разность хода лучей Δ. С учетом показателя преломления пластинки n: Δ = =(OC+CB)·n–OA, или, как дает математический расчет, . Известно, что в процессе отражения от оптически более плотной среды, световой луч теряет половину длины волны λ/2. Если пластинка находится в воздухе, то λ/2 теряет луч 1’ в точке О и выражение для разности хода приобретает вид:
.
Если на пути лучей поставить собирающую линзу, а в ее фокальной плоскости – экран, то лучи 1’ и 1’’соберутся в точке М. Освещенность точки экрана будет максимальной, если разность хода Δ составит целое число длин волн и минимальной, если Δ составит нечетное число полуволн.
Разберем несколько различных вариантов интерференции света в тонких пленках.
4.Полосы равной толщины или кольца Ньютона.
Полосы равной толщины. Пусть на клиновидную пластинку малого угла наклона α (d ≠ const) с показателем преломления n падает плоская монохроматическая волна (рис. 2.6). Из множества падающих на клин лучей рассмотрим лучи 1 и 2. Отраженный луч 1’ и луч 1’’ (и, соответственно лучи 2’ и 2’’) пересекутся вблизи поверхности клина и проинтерферируют.
М ысленно проведем через точки пересечения В1 и В2 плоскость, параллельно ей разместим собирающую линзу и за линзой сопряженно с плоскостью В1 В2 установим экран Э (рис. 2.6). Чтобы определить на экране точку М1, в которой соберутся лучи 1’ и 1’’, надо через точку В1 и центр линзы О провести побочную оптическую ось до пересечения с экраном. Аналогично построим на экране точку М2. Разности хода лучей 1’ и 1’’, 2’ и 2’’ будут отличаться из-за разных толщин клина d1 и d2. Следовательно, геометрическое место точек клина, соответствующих какой-то одинаковой толщине d определит одинаковую разность хода для всех лучей, падающих на это место. Для этих лучей на экране выполняется одинаковое условие интерференции. Таким местом в клине является полоса, например, А1А2 (рис. 2.7) и на экране картина имеет вид светлых и темных полос, которые называются полосами равной толщины. В рассмотренном случае полосы равной толщины локализованы близко над поверхностью пластинки. Мы можем увидеть их и не в лабораторных условиях, так как роль линзы в данном случае играет хрусталик, а роль экрана - сетчатка нашего глаза.
Если свет падает на клиновидную пластинку нормально (луч 1’’ перпендикулярен нижней поверхности пластины), то полосы равной толщины локализованы на верхней поверхности к лина. При освещении клина снизу, т.е. при наблюдении интерференции в проходящем свете, светлые и темные полосы на экране поменяются местами. Это происходит из-за того, что в данном случае нет потери полуволны. Ширина полос будет тем больше, чем меньше угол наклона α у клина. Если на клин падает белый свет, то интерференционные максимумы будут всех цветов спектра (как, например, радужная окраска мыльных пузырей).
Частным случаем полос равной толщины являются кольца Ньютона. Их можно наблюдать с помощью оптической установки, схематически изображенной на рис. 2.8. Плосковыпуклая линза большого радиуса кривизны лежит на плоской пластинке так, что между ними образуется воздушный клин переменной толщины d. Параллельный пучок света падает нормально на плоскую поверхность линзы и частично отражается от верхней (луч 1’) и нижней (луч 1’’) поверхностей воздушного клина. Лучи 1’ и 1’’ когерентные и имеют разность хода ∆ = 2d-λ/2. Такую же разность хода (а, значит, и одинаковое условие интерференции) будут иметь лучи, падающие на клин в местах одинаковой толщины d, а одинаковую толщину клин имеет по окружности. Поэтому интерференционная картина будет состоять из светлых и темных колец, называемых кольцами Ньютона. В центре картины находится темное пятно, которое обусловлено наложением лучей 1’ и 1’’ в точке D, где d = 0, а разность хода ∆ = λ/2, что соответствует условию минимума. От точки D к краям линзы толщина клина неравномерно растет, поэтому ширина и интенсивность колец убывает по мере удаления их от центрального пятна. При наблюдении колец Ньютона в проходящем свете из-за отсутствия потери полуволны в центре картины будет наблюдаться светлое пятно, затем первое темное кольцо и так далее. Максимумы в проходящем свете соответствуют минимумам в отраженном. При наклонном падении света на линзу вместо колец на интерференционной картине получаются эллипсы. Если свет будет не монохроматическим, а белым, светлые кольца приобретают радужную окраску.