Jelenségek megfigyelése az interferencia és a diffrakció a fény

Cél:

• összefoglalja a tudás, amelynek témája „A beavatkozás és diffrakciós fény”;
• tovább építi a kísérleti készségek a hallgatók;
• az elméleti ismereteket, hogy ismertesse a természet jelenségei;
• elősegítik a kialakulását az érdeklődés a fizika tudományos ismeretek és a folyamat,
• elősegítik a bővítés a horizont a diákok, a fejlesztés a képesség alapján következtetéseket vonjanak le a kísérlet eredményeit.

berendezés:

• lámpa egyenes izzószál (egy per osztály);
• gyűrű huzal egy fogantyú (művelet №1,2);
• üveg szappanos oldattal (munka №1,2);
• Üveg lemezek (40 x 60 mm) 2 darab szett (rabota№3) (rögtönzött berendezések);
• féknyereg (munka №4);
• monofil szövet (100 x 100 mm, improvizatív berendezések, a munka №5);
• sellakot (4 vagy 8 sor per 1 mm, a munka №6);
• CD-k (munka №6);
• fotók rovarok és a madarak (munka №7).

I. frissítése a tudás, amelynek témája „A beavatkozás a fény” (ismétlés a vizsgált anyag).

Tanár. Elvégzése előtt a kísérleti feladat megismételni alapanyag.

Mi a jelenség a jelenség az interferencia?

Amelyet az jellemez, a jelenség az interferencia hullámok?

Adj meghatározása koherens hullámok.

Vedd feltételek interferencia maximumok és minimumok.

Megfigyelés, hogy a törvény az energiamegmaradás az interferencia jelenségek?

A tanulók (állítólag válaszok):

- interferencia - jelenség jellemző hullámok bármilyen természetű: mechanikus, elektromágneses. „Interferencia hullámok - amellett, hogy a tér a két (vagy több) hullámok, amelyben kapott növekedése vagy csökkenése a keletkező hullám különböző pontjain.” [8, 223. oldal]

- Ahhoz, hogy egy stabil interferencia minta szükséges koherens (konzisztens) hullám források.

- koherens úgynevezett hullám, amelynek azonos frekvenciájú és konstans fáziskülönbség.

- A fedélzeten a tanulók feljegyzik feltételeit magasságra és a mélypontra.

A amplitúdója a kapott váltás a C pont függ a különbség a hullámok utazás távolság d2 - d1.

1. ábra [7] - a maximális állapot

risunok2 [7] - feltételek mélypontra

ahol k = 0; ± 1; ± 2 csoport; ± 3, ...

(Hullám útkülönbség egyenlő páros számú fél-hullámok)

Hullámok a forrásoktól az S1 és S2 jöjjön C. pont azonos fázisok és a „erősíti egymást.”

A = 2Hmax - az amplitúdó a kapott hullám.

ahol K = 0; ± 1; ± 2 csoport; A ± 3, ...

(Hullám útkülönbség egyenlő páratlan számú fél hullámhossz)

Hullámok a forrásoktól az S1 és S2 jöjjön C. pont az ellenkező fázisban, és a „kioltják egymást.”

A = 0 - az amplitúdó a kapott hullám.

Az interferencia minta - szabályosan váltakozó területek magas és alacsony fényintenzitás.

- interferencia fény - térbeli újraelosztása fénysugárzás energia alkalmazásának hatására két vagy több fény hullám.

Következésképpen a jelenség az interferencia és a diffrakció a fény megfigyelt törvénye az energiamegmaradás. Az interferencia fényenergia csak újraelosztása nélkül fordult más energiaforrások. növekedése az energia egyes pontjain az interferencia mintázatot mutatnak a teljes fényenergia csökkenése ellensúlyozza a másik pontot (a teljes fényenergia - ez a fényenergia két fénysugarak független forrásból származó).

Fény csíkok megfelelnek a maximumot az energia, sötét - mélypontra került.

Tanár. Mi jár a gyakorlati része a leckét.

Kísérleti munka №1

„Megfigyelési interferencia jelenségét a fényt egy szappan film.”

Berendezés: konténerek a szappanos oldattal, gyűrű huzal fogantyú 30 mm átmérőjű. (Lásd. 3. ábra)

A diákok megfigyelt interferencia egy elsötétített osztály lapos szappan film monokromatikus fényt.

Egy szál gyűrű kapunk egy szappan film és helyezze függőlegesen.

Megfigyelhetjük világos és sötét vízszintes csíkok változó szélességű változásaival rétegvastagságban (lásd. 4. ábra).

Magyarázat. A megjelenése világos és sötét sávok magyarázható interferenciája fényhullámok visszavert a film felületén. delta d = 2h

A útkülönbség a fényhullámok kétszeresével egyenlő rétegvastagság.

A függőleges elrendezés a film ék alakú. A útkülönbség a fényhullámok a felső része kisebb lesz, mint az alján. Azon részein a film, ahol az út különbség azonos páros számú félig megfigyelt fény csíkok. És páratlan számú fél - világos csíkokkal. A vízszintes elrendezése a sávok magyarázható vízszintes elrendezése vonalak egyenlő a film vastagsága [9].

4. szappan film által megvilágított fehér fény (egy lámpa).

5. Megfigyelhetjük a színezete világos sávok spektrális színek - a tetején: kék, alsó - piros.

Magyarázat. Az ilyen elszíneződés oka, hogy a függőség a pozíció fény csíkok a szín hullámhossza a beeső hullámok.

6.Nablyudaem azt is, hogy a zenekar, bővülő és megtartják alakja, lefelé mozogni.

Magyarázat. Ez azzal magyarázható, a csökkenés a film vastagsága, mivel a szappan oldat lefelé folyik a gravitáció hatására.

Kísérleti munka №2

„Megfigyelés interferencia a fény egy szappanbuborék.”

1. A diákok fújt buborékok (Lásd. 5. ábra).

2. Figyeljük a felső és alsó része a kialakulását interferencia gyűrűk, festett spektrális színek. A felső széle minden gyűrű fény kék, alacsonyabb - piros. Csökkentésével a film vastagságát a gyűrű is gyarapítja lassan lefelé tolódik. A gyűrű alakja megmagyarázni gyűrű alakja vonalak az egyenlő vastagságú [9].

Kísérleti munka № 3.

„Megfigyelési fény zavaró film a levegő”

Tiszta üveg lemezeket halmozott össze, és a diákok tömörített ujjak (lásd. Ábra №6).

A lemezeket kezelünk a visszavert fény egy sötét háttér.

Látva néhány helyen fényes szivárvány gyűrű alakú vagy szabálytalan alakú, zárt szalag.

Változás a nyomás, és figyeljük a változás helyét és formáját sávokat.

Tanár: Az ebben a munka egyéni jellegű. Sketch megfigyelt interferencia mintázat.

Magyarázat: A felület a lemez nem lehet teljesen sima, így azok érintkeznek csak néhány helyen. Mintegy ezek az ülések alakult legvékonyabb levegő ék a különböző formák, így az interferencia mintázat. (Risunok№ 7).

Áteső fényben, a feltétele a maximális 2h = kl

Mester: A jelenség az interferencia és a polarizációs az építőiparban és a technikák tanulmányozására használható fellépő feszültségek az egyes csomópontok szerkezetek és gépek. A vizsgálati módszer az úgynevezett polarizációs. Például, a deformáció része modell egységességét szerves eltörik [7] .Harakter interferencia mintázat tükrözi a belső feszültségek a rész (risunok№ 8).

II. Frissítése a tudás a témában „A diffrakciós fény” (ismétlés a vizsgált anyag).

Tanár. Elvégzése előtt a második része az alapanyagot ismételje meg.

Mi a jelenség az úgynevezett diffrakciós jelenség?

Feltétele a megnyilvánulása diffrakciós.

A diffrakciós rács, a fajtáit és alapvető tulajdonságait.

Állapot ellenőrzése a diffrakciós csúcs.

Miért lila közelebb a központhoz a beavatkozás minta?

A tanulók (állítólag válaszok):

Diffrakciós - hullám jelenség eltérése az egyenes vonal terjedt, miközben áthalad a kis lyukak, borítékolás hullám kisebb akadályokat.

Feltétele a megnyilvánulása diffrakciós: d<. где d – размер препятствия, - длина волны. Размеры препятствий (отверстий) должны быть меньше или соизмеримы с длиной волны. Существование этого явления (дифракции) ограничивает область применения законов геометрической оптики и является причиной предела разрешающей способности оптических приборов.

A diffrakciós rács - az optikai eszköz, amely egy sor nagyszámú szabályosan elrendezett elemeket, amelyek a fényelhajlás jelentkezik [8]. Stroke a specifikus és konstans egy adott rács profil ismételjük azonos távközben d (osztásperiódus). Az a képesség, hogy elterjedt a rács incidens Puchek Sveta rá hullámhosszon fő tulajdonság. Megkülönböztetése fényvisszaverő és átlátható diffrakciós rács. A modern készülékek elsősorban fényvisszaverő diffrakciós rácsokat.

Állapot ellenőrzése a diffrakciós csúcsok:

Kísérleti munka № 4.

„Megfigyelési fény diffrakciós egy keskeny rés”

Felszerelés: (lásd risunok№ 9)

1. Mozgassa a csúszkát féknyereg pofák egy rést képez közötti 0,5 mm széles.
2. Megnyomja a kúpos résszel szivacsok ellen a szem (shel pozicionálás függőlegesen).
3. Ezzel rés megnézi az függőlegesen elhelyezett izzólámpa égett.
4. Nablyudayutem mindkét oldalán a menet párhuzamos ő szivárvány csíkos.
5. Változás a rés szélessége pedig 0,05-0,8 mm. Az átmenet egy szűkebb sáv rések egymástól. kiszélesednek és forma megkülönböztethető spektrumok. Ha megfigyeljük legszélesebb sávú nagyon szűk, és közel helyezkedik el egymáshoz. [9]
6. A diákok felvázolt egy notebook, amit látott a képen.

Kísérleti munka № 5.

„Megfigyelési fény diffrakciós nylon szövet.”

Berendezés: egy lámpa egyenes izzószál szövet monofil mérete 100x100mm (10. ábra)

1. Bízunk a nylon a fonalat égő lámpa.
2. Tanú „diffrakciós kereszt” (egy kép formájában két keresztbe derékszögben diffrakciós minta). [9]
3. A diákok felvázolt, mit látott egy notebook képet (diffrakciós kereszt).

Magyarázat. A központban a kéreg látható diffrakciós csúcs fehér. Amikor k = 0 útkülönbség hullámok nulla, így a központi maximális kifehéredik.

Kereszt kapunk, mivel a szálak a szövet mentén vannak hajtva két diffrakciós rácsok kölcsönösen merőleges rések. A megjelenése a spektrális színek annak a ténynek köszönhető, hogy a fehér fény alkotják különböző hullámhosszakon. Diffrakciós csúcs fényhullámok a különböző menetek különböző helyeken. [9]

Kísérleti munka № 6.

„Megfigyelési fény diffrakciós sellakalapú és lézeres lemez.”

Berendezés: egy lámpa egyenes izzószál, sellak (lásd 11. ábra).

A sellak egy jó diffrakciós rács.

1. Van egy lemezjátszó úgy, hogy a hornyok egymással párhuzamosan van elrendezve izzólámpák és figyeljük meg a diffrakciós a visszavert fény.
2. Látva fényes diffrakciós spektrumát több nagyságrenddel.

Magyarázat. Fényesség diffrakciós spektrumokat függenek az alkalmazott frekvencia, hogy sellakot és hornyok a beesési szög. (Lásd. A 12. ábrát)

Majdnem párhuzamos sugarak incidens izzószál tükröződnek a szomszédos kidudorodások közötti hornyok a pont, A és B a gerendák visszavert szögben egyenlő a beesési szög alkotnak lámpaspirál kép, mint egy fehér vonal. Visszavert fénysugarak más a szögben van néhány utat különbség, ami miatt előfordul, hogy a kívül a hullámok.

Ugyanígy megfigyelhető diffrakciós egy lézer lemezen. (Lásd. 13. ábra)

CD felület egy spirális pálya egy lépést hasonló a hullámhossza a látható sveta.Na finom strukturált felülete nyilvánul diffrakciós és interferencia jelenségek. Glare CD-n rózsás színt.

Kísérleti munka № 7.

„A megfigyelés a diffrakciós színes fotók a rovarok.”

Felszerelés. (Lásd ábrák № 14, 15, 16.)

Tanár. A diffrakciós szín a madarak, lepkék és bogarak nagyon gyakori a természetben. A sokféle szín árnyalatú diffrakciós jellemző páva, fácán, fekete gólya, kolibrik, lepkék. Diffrakciós színező állatok vizsgált nem csak a biológia, hanem a fizika [1].

Diákok megtekintéséhez.

Magyarázat. A külső felülete a tollazat a madarak és sok molyok és bogarak felsőtest köpeny jellemzője, rendszeres ismétlődése szerkezeti elemek preiod van egytől több mikron, amely egy diffrakciós rács [1]. Például a szerkezet a központi lyuk a farok páva látható ábrán száma 14. Szemszín változik zavisimaosti függ, hogy a beeső fény, a szög, ahol nézzük őket. [1]

Ellenőrző kérdések (minden diák kap egy kártyát a feladat -, hogy válaszoljon a kérdésekre írásban):

1. Mi a fény?
2. Kiket bebizonyosodott, hogy a fény - az elektromágneses hullám?
3. Mi a fény sebessége vákuumban?
4. Ki fedezte fel a beavatkozást a fény?
5. Mi magyarázza a írisznyomtatással vékonyfilm interferencia?
6. Zavarhatja fényhullámok érkező két elektromos izzók? Miért?
7. Miért vastag olaj nem írisz színe?
8. Vajon a helyzet a fő diffrakciós csúcsok száma rács hiányosságok?
9. Miért látszólagos színét a szivárvány szappan film állandóan változik?

Házi (csoportosan, figyelembe véve az egyéni jellemzőit diák).

- Készítsünk egy előadást „A paradoxon Vavilov”.

- Készítsen keresztrejtvényt a legfontosabb szavakat „beavatkozás”, „diffrakciós”.

Kapcsolódó cikkek

• Lab № 13 „megfigyelés interferencia és a diffrakció a fény”