МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
Установа освіти
«Гомельський Державний університет
імені Франциска Скорини »
Фізичний факультет
Кафедра загальної фізики
Курсова робота
Демонстраційний експеримент
по хвильової оптиці
Виконавець:
Студентка групи Ф - 42 Євсеєнко А.І.
Науковий керівник: Побіяха А.С.
Гомель +2014
ЗМІСТ
ВСТУП
ХВИЛЬОВА ОПТИКА
Світло як електромагнітні хвилі
Інтерференція світла
Дифракція світла
Демонстраційні експерименти по хвильової оптиці
ВИВЧЕННЯ Залежність показника заломлення ПОВІТРЯ ВІД ТИСКУ
Теоретичні знання
Виконання завдання
ВИСНОВОК
Список використаних джерел
ВСТУП
Наші знання про природу формуються на базі понять, одержуваних у результаті досвіду. У ході пізнання властивостей природи виявилося, що на своєму досвіді людина засвоїла уявлення про хвилю lt; # 251 src= doc_zip1.jpg / gt;
Малюнок 1 - Рефракція хвиль по Гюйгенсу
Інтерференція світла
Явище інтерференції світла вперше було пояснено на основі хвильових уявлень Юнгом в 1802 році [3]. У зробленому їм досвіді все починалося з джерела світла S (рис. 2).
На підставі принципу Гюйгенса (з минулого підрозділу) це джерело можна вважати новим точковим джерелом напівсферичних хвиль. Ці хвилі падають на два малих отвори S1 і S2 в наступному екрані, які в свою чергу стають новими точковими джерелами хвиль.
Малюнок 2 - Досвід Юнга
Таким способом в досвіді Юнга досягається поділ вихідної хвилі на дві. Ці хвилі накладаються один на одного в області за отворами і можуть інтерферувати, оскільки джерела S1 і S2 когерентні. У точці M утворюється інтерференційна картина.
Поділ хвилі від первинного некогерентного джерела на дві когерентні хвилі, т. е. отримання двох вторинних когерентних джерел, може здійснюватися різними способами. Але розрахунок інтерференційної картини у всіх таких випадках проводиться однаково, так само, як і в схемі Юнга. Якщо у випромінюванні первинного джерела всі незалежні цуги хвиль характеризуються однієї і тієї ж довжиною хвилі?, То для випромінювання вторинних джерел S1 і S2 можна використовувати монохроматичну ідеалізацію, незважаючи на те, що їх випромінювання також представляє собою ту ж хаотичну послідовність окремих цугов. Заміна такій послідовності цугов нескінченної синусоїдальної хвилею можлива тут тому, що точкові вторинні джерела когерентні, а різниця ходу випромінюваних ними хвиль менше протяжності окремого цуга. Для цього зрозуміло, екран повинен бути віддалений від джерел S1 і S2 на значну відстань D, а відстань a між джерелами S1 і S2 має бути достатньо мало.
Умова інтерференційного максимуму:
. (1.1)
Умова інтерференційного мінімуму:
(1.2)
де?- Геометрична різниця ходу хвиль, - порядок інтерференційного max або min.
Рисунок 3 - Схема розрахунку інтерференційної картини
У точці О, відстані до якої від джерел S1 і S2 однакові, які надходять хвилі підсилюють один одного, оскільки коливання поля в цій точці відбуваються в однаковій фазі. Результат складання коливань в довільній точці Р визначається різницею ходу l хвиль, що приходять у Р з S1 і S2. Якщо l одно цілому числу довжин хвиль?, То коливання в Р підсилюють один одного; якщо l одно непарному числу півхвиль, то коливання взаємно послаблюються.
Висловимо різниця ходу l хвиль, що приходять в точку Р, через кут? між віссю і напрямком на точку Р і відстань d між джерелами.
Будемо вважати, що d lt; lt; L. Тоді при малих? різниця ходу можна знайти, опускаючи з S1 перпендикуляр безпосередньо S2Р:
l=d? (1.3)
Ця формула дає можливість визначити кутове положення максимумів і мінімумів на екрані В. Направлення на максимуми ми отримаємо, якщо будемо враховувати що l=n?:
? max=n?/d, n=0, ± 1, ± 2, ... (1.4)
l=(2n + 1)?/2 (1.5)
отримаємо направлення на мінімуми:
? min=(n + 1/2)?/d, n=0, ± 1, ± 2, ... (1.6)
Кутова відстань ?? між сусідніми максимумами або мінімумами, як видно з цих формул, одно?/d, а відстань h між ними на екрані У, як видно з рис. 3, одно h=L ??...
