Решебник по физике 9 класс Перышкин | Страница 233

Существовали корпускулярная и волновая теории. Первая рассматривала свет как поток частиц, вторая — как волну.

Интерференция — наложение волн, при котором возникает устойчивое распределение амплитуд результирующих колебаний: в одних местах усиление, в других ослабление.

Нужны волны одинаковой частоты с постоянной разностью фаз. Тогда положения максимумов и минимумов не меняются со временем; такие волны называют когерентными.

В 1802 году Томас Юнг направил свет от одной щели на две близкие узкие щели. На экране за ними появились чередующиеся светлые и тёмные полосы; при закрытии одной щели тёмные полосы исчезали. Опыт подтвердил волновые свойства света.

Свет разных цветов имеет разные частоты, а в одной и той же среде — разные длины волн. У красного света длина волны больше и частота меньше, чем у фиолетового.

Дифракция — отклонение распространения волн от прямолинейного: огибание препятствий и проникновение в область геометрической тени.

Дифракция наиболее отчётлива, когда размеры отверстия или препятствия сопоставимы с длиной волны. При уменьшении отверстия расширение пучка становится заметнее.

Дифракцию света наблюдают при прохождении через узкую щель или малое отверстие, а также в тени маленького диска. Например, светлое пятно в центре тени диска объясняется огибанием его краёв волнами.

d — расстояние между щелями;

L — расстояние до экрана;

Δx — расстояние между соседними светлыми полосами;

λ — длина волны.

Цель: наблюдать дифракцию через круглое отверстие.

Оборудование: чёрный картон с отверстиями уменьшающегося диаметра и удалённый небольшой светодиодный фонарик.

При уменьшении отверстия ожидается расширение центрального светлого пятна и появление дифракционных колец; в белом свете они могут иметь цветную окраску. Это связано с отклонением волн от прямолинейного распространения у края отверстия. Конкретный вид картины записывают после наблюдения.

Цель: наблюдать совместное проявление дифракции и интерференции света.

Материалы: чёрный картон, швейная игла и точечный источник света.

Сделаем два отверстия диаметром около 0,2–0,3 мм на расстоянии 0,4–0,6 мм и рассмотрим через них источник. Ожидается, что центральное светлое пятно будет разделено тёмными полосами. Каждое маленькое отверстие даёт расширенный дифракцией световой пучок. Пучки от двух отверстий накладываются и интерферируют: при согласованных фазах возникают светлые полосы, при противоположных — тёмные. Поэтому внутри общего центрального дифракционного пятна видна система интерференционных полос. Вывод: расширение пучков связано с дифракцией, а чередование полос — с интерференцией. Наблюдения записывают после выполнения опыта.