онами геометричної оптики.
. Продовжуйте повільно видаляти мікроскоп М від щілини S 2. При цьому дифракційні картини від кожного краю щілини S 2 будуть накладатися один на одного, зображення щілини розпливається і стає все ширше. У цьому випадку спостерігається дифракція Фраунгофера (умова 2). Інтенсивність минулого через щілину S 2 світла вже не можна описувати за допомогою законів геометричної оптики.
. Замалюйте дифракційну картину, спостережувану в цьому випадку.
. Спробуйте зобразити графічно розподіл інтенсивності світла при дифракції на «вузької» щілини.
. Поясніть спостережувані явища на «широкої» і «вузької» щілинах за допомогою спіралі Корню (див. Стор.3).
. Перевірте, чи справді виконується умова (2) при накладенні дифракційних картин від кожного краю щілини і розширенні зображення щілини. Врахуйте, що a 1 =?. Довжина хвилі монохроматичного світла наведена на робочому місці.
. Продовжуйте повільно видаляти мікроскоп М, спостерігаючи, як змінюється дифракційна картина. Замалюйте декілька зображень.
. Обчисліть число зон Френеля, укладаються на ширині щілини S 2 в одному з попередніх положень.
Умови (1) і (2) реалізуються при безпосередньому зміні ширини щілини S 2. При цьому відстань a 2 може залишатися фіксованим. Для перевірки цього:
. Встановіть мікроскоп М на такій відстані від щілини S 2, щоб спостерігати її різке зображення. Початкову ширину щілини потрібно вибрати досить велику, наприклад 1 мм.
. Зменшуйте повільно ширину щілини S 2 і спостерігайте зміну видимої в мікроскоп картини. Зміни, що відбуваються із зображенням щілини S 2, аналогічні тим, що Ви спостерігали при збільшенні відстані a 2 при фіксованій ширині щілини.
. Розкрийте щілину S 2 до ширини 4 мм. Помістіть в світловий пучок тонку нитку, висуваючи рамку в проріз держателя щілини.
. Встановіть мікроскоп M на такій відстані від нитки, щоб спостерігати її різке зображення.
. Повільно видаляйте мікроскоп від нитки за допомогою мікрометричного гвинта. Зверніть увагу, що, поки нитка перекриває велике число зон Френеля, дифракційне зображення нитки схоже на оригінал. При видаленні нитки від мікроскопа поступово схожість повністю зникає.
. Розрахуйте число зон Френеля, що перекриваються ниткою, в першому і в будь-якому іншому випадках, щоб переконатися в вищесказаному.
. Поясніть спостережуване явище за допомогою спіралі Корню.
. 3 Дифракція Фраунгофера
Цілі і завдання дослідження: дослідити дифракційні явища, що відбуваються в паралельних променях світла при його проходженні через одиночну і подвійну щілини.
Короткі теоретичні відомості
Дифракція Фраунгофера - це дифракція, яка має місце в приблизно паралельних пучках світла. Отже, дифракційна картина при цьому локалізується в нескінченності. Спостерігати дифракційну картину можна в фокальній площині збирає лінзи, вміщеній на шляху діфрагірованних променів. У разі дифракції Фраунгофера виконується умова
d =. (1)
Різниця ходу між крайніми променями, що приходять в точку спостереження, при великому a2 і малих кутах спостереження q дорівнює (рис. 2)
r2 - r1 »dq. (2)
Малюнок 2 дозволяє зрозуміти, що співвідношенням (2) можна користуватися до тих пір, поки різниця ходу d lt; lt; l/2. Ця умова еквівалентна умові (1).
Методика і техніка експерименту по дослідженню дифракції Фраунгофера
Схема для спостереження дифракції Фраунгофера наведена на рис. 3.
Зверніть увагу, що ліва частина установки, включаючи щілину S 2, повністю ідентична установці, використовуваної для спостереження дифракції Френеля. Виходить з щілини S 2 світло падає на лінзу O 3. Всі паралельні між собою дифраговані світлові промені збираються лінзою Про 3 в її фокальній площині. Надалі дифракційна картина розглядається в мікроскоп М. Ця дифракційна картина відповідає нескінченно віддаленій площині спостереження в установці для спостереження дифракції Френеля. Для спостереження дифракції Фраунгофера необхідно спочатку або прибрати щілину S 2, або зробити її максимально широкою. Потім, встановивши за щілиною S 2 лінзу О 3, пересувати мікроскоп М уздовж оптичної осі установки до тих пір, поки не стане чітко видно зображення вхідної щілини коліматора. Саме в цей момент дифракційна картина, що дається лінзою Про 3 в її фокальній площині, може розглядати...
