
- •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.
6.Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.
1
.
Пусть источник света S0
испускает сферическую волну. Поставим
на пути волны непрозрачный экран Э1
с круглым отверстием АВ таким образом,
чтобы перпендикуляр, опущенный из S0
на экран, проходил через центр отверстия
(рис. 3.4 а). Для наблюдения дифракционной
картины параллельно Э1
на расстоянии L
от него поместим экран Э2.
Используя метод зон Френеля, разобьем
открытую часть волнового фронта АВ на
зоны и определим результирующую амплитуду
светового вектора в точке Р. Число
открытых зон Френеля m
зависит от размеров отверстия АВ,
расстояния L
и длины волны света λ. Если m
– нечетное число, суммарная амплитуда
в точке Р будет равна Е1/2
+ Еm/2,
что соответствует интерференционному
максимуму На рис. 3.4 б показано, как
меняется интенсивность света на
экране Э2
в зависимости от расстояния r
от центра экрана P.
Следовательно, наличие преграды с
круглым отверстием усиливает освещенность
в точке Р, т.к. без экрана амплитуда в
данной точке была бы равна Е1/2.
Если m
– четное число, результирующая амплитуда
в точке Р:
.
Поскольку
амплитуды двух соседних зон Френеля
мало отличаются друг от друга, можно
предположить, что
и тогда результирующая амплитуда
запишется в виде:
и в точке Р будет наблюдаться
интерференционный минимум (рис. 3.4 в).
Чтобы найти результирующую амплитуду
в другой точке экрана, например, Р’,
необходимо разбить фронт волны на зоны
с центром в точке О’ (рис. 3.4. а). В этом
случае часть первоначальных зон будет
закрыта экраном Э1.
Амплитуда в точке Р
’
будет определяться не только числом
зон, укладывающихся на отверстии, но
и степенью частичного перекрывания
зон. Исходя из соображений симметрии,
дифракционная картина должна состоять
из чередующихся светлых и темных колец,
что и было подтверждено экспериментально.
По мере удаления от центра экрана
интенсивность максимумов убывает. Если
S0
– источник белого света, светлые кольца
имеют радужную окраску.
2. Пусть между источником света S0 и экраном Э размещен непрозрачный диск АВ, параллельный экрану (рис. 3.5). Пунктирная прямая S0Р перпендикулярна диску и проходит через его центр. Вновь воспользуемся методом зон Френеля. Пусть диск закрывает m зон, тогда амплитуда первой действующей зоны будет Еm+1. С нее и следует начинать построение зон. В результате суммирования амплитуд всех открытых зон мы получаем, что в точке Р амплитуда Е = Еm+1/2. Таким образом, при дифракции на круглом непрозрачном диске в центре экрана получается светлое пятно (т.к. интенсивность здесь отлична от нуля), окруженное чередующимися концентрическими кольцами минимумов и максимумов.
7.Дифракция Фраунгофера на прямоугольной щели.
Д
ифракцию
в параллельных лучах или дифракцию
плоских волн впервые исследовал
немецкий физик И. Фраунгофер в
1821-1822гг. Пусть плоская монохроматическая
волна падает нормально на непрозрачный
экран Э1
с длинной узкой щелью АВ шириной а
(рис. 3.6). Согласно принципу Гюйгенса –
Френеля все точки щели можно рассматривать
как вторичные источники световых волн,
колеблющихся в одной фазе (так как
плоскость щели есть часть волновой
поверхности падающей плоской волны), и
распространяющихся во всех направлениях.
Из всего многообразия направлений
выберем одно произвольное и будем
рассматривать лучи, идущие под углом
φ к падающим лучам. Параллельно экрану
Э1
поместим линзу Л, а в ее фокальной
плоскости – экран Э2,
на котором лучи соберутся в некоторой
точке Р. Опустим перпендикуляр АС из
точки А на крайний луч. АС представляет
собой волновую поверхность для лучей,
идущих под углом φ и, согласно определению,
все точки данной поверхности колеблются
в одной фазе. Поэтому отрезок ВС является
оптической разностью хода между крайними
лучами пучка, ВС = Δ = аsinφ.
Поделим участок ВС на отрезки, равные
λ/2 и из точек деления проведем
плоскости, параллельные АС до пересечения
с АВ (эти плоскости перпендикулярны
рисунку и поэтому на нем изображены как
прямые линии). Эти плоскости поделят
щель АВ на равные полоски, которые
являются зонами Френеля, т.к. световые
волны, идущие от соседних полосок, имеют
разность хода λ/2 (см. рис. 3.6).
Если число зон будет четным, они попарно
погасят друг друга, и в точке Р будет
наблюдаться минимум освещенности.
Четное число отрезков на участке ВС
соответствует условию аsinφ
= ±2m
λ/2, где m
= 1,2,3…Это условие называется условием
дифракционного минимума.
Из него находятся углы, под которыми
наблюдаются дифракционные минимумы на
экране. Знак
“минус” соответствует лучам, идущим
от щели под углом –φ.
Если число зон Френеля нечетно, на экране в точке Р получается дифракционный максимум. Условие дифракционного максимума имеет вид
аsinφ = ±(2m + 1)λ/2, где m = 1, 2, 3…
Это условие определяет углы, соответствующие максимумам освещенности на экране Э2. Число m называется порядком дифракционного максимума или минимума.
В центральной точке экрана О соберутся лучи, идущие в направлении φ = 0, следовательно, без разности хода. В этом направлении щель действует как одна зона Френеля, создавая в точке О самый интенсивный максимум нулевого порядка. Это будет светлая полоса, повторяющая форму щели. Дифракционная картина от щели симметрична относительно точки О и интенсивности максимумов более высоких порядков уменьшаются в пропорции 1 : 0,047 : 0,017 : 0,008…
Дифракционная
картина на экране зависит от отношения
длины волны падающего монохроматического
излучения λ к ширине щели а.
Из условия дифракционного минимума
,
следовательно расстояния от центра
картины до минимумов возрастают с
уменьшением а. Центральная светлая
полоса при этом расширяется. При а«λ
вся поверхность щели будет небольшой
частью лишь одной зоны Френеля. Такую
щель можно считать линейным источником
света, колебания от которого будут
распространяться в одной фазе и
дифракционной картины не наблюдается.
При а»λ
в центре экрана получается широкая
равномерно освещенная полоса, обусловленная
беспрепятственным прямолинейным
распространением света от источника,
и на ее краях наблюдаются очень узкие
дифракционные полосы.
При освещении щели белым светом дифракционные максимумы, соответствующие различным длинам волн пространственно разделятся. Чем меньше длина волны, тем ближе к центру экрана будет располагаться ее максимум. Это следует из условия максимума при дифракции от одной щели. В центре экрана объединятся лучи всех длин волн, так как здесь угол φ = 0 и разность хода Δ = 0, поэтому центральный максимум будет белым. Максимумы первого, второго и высших порядков разложатся в спектры, обращенные фиолетовым краем к центру экрана. Подобные спектры расплывчаты, поэтому четкое разделение по длинам волн при дифракции от одной щели получить не удается. Для получения более качественной дифракционной картины свет от источника необходимо пропустить через несколько параллельных щелей.