Kazi ya maabara kuingiliwa katika filamu za sabuni. Uchunguzi wa kazi ya maabara ya kuingilia kati na diffraction ya mwanga

Kusudi la Kazi: Kuruka kuingiliwa na diffraction ya mwanga.

Vyombo na vifaa:

sahani 2pcs 2pcs.

loskuta Kapron au Batistan 1pc.

filamu iliyoangazwa na slot 1PC.

imefanywa na lazi ya 1PC.

gramplastine (au kipande cha rekodi) 1PC.

1PC Caliper.

taa yenye filament ya moja kwa moja (moja hadi kundi lote) 1pc.

penseli za rangi 6pcs.

Kukamilisha kazi:

1. Tunaona picha ya kuingilia kati:

2. Sahani za kioo kwa makini kuifuta, panda pamoja na kuimarisha vidole vyako.

3. Tunazingatia sahani katika mwanga uliojitokeza kwenye background ya giza.

4. Katika maeneo mengine ya sahani za kuwasiliana, tunaona pete ya upinde wa mvua mkali au isiyo ya kawaida ya mstari.

5. Angalia mabadiliko katika fomu na eneo la bendi zinazoingiliwa na mabadiliko ya shinikizo.

6. Tunaona picha ya kuingilia kati katika mwanga wa kupita na mchoro.

Kielelezo 1. Mfano wa kuingiliwa.

7. Fikiria picha ya kuingilia kati wakati mwanga unapigwa juu ya uso wa CD na kuifuta kwenye itifaki.

Kielelezo 2. Mfano wa kuingiliwa.

8. Tunaona picha ya diffraction:

9. Tunaweka upana wa 0.5 mm wa 0.5 mm kati ya sponge ya caliper.

10. Weka slot karibu na jicho, kuiweka kwa wima.

11. Kuangalia kupitia slot kwenye filament ya mwanga ya taa ya taa, tunaona strips ya upinde wa mvua (spectra diffraction) pande zote mbili za thread.

12. Kubadilisha upana wa kupasuka kutoka 0.5 hadi 0.8 mm, tunaona jinsi mabadiliko haya yanavyoathiri spectra diffraction.

13. Chanzo picha ya diffraction.

Kielelezo 3. Mfano wa diffraction.

14. Tunaona spectra diffraction katika mwanga wa kuambukizwa kwa msaada wa carron au batista flap, mwanga na slot na slot na kuwavuta kwa ripoti.

Kielelezo 4. Mfano wa diffraction.

Pato:

Majibu ya maswali ya mtihani:

Kazi ya Maabara Nambari 17.

Mada: Uamuzi wa urefu wa wimbi la mwanga kwa kutumia lattice ya diffraction.

Kusudi la Kazi: Kuamua urefu wa wimbi la mwanga kwa msaada wa latti ya diffraction.

Vyombo na vifaa:

kifaa cha kuamua urefu wa wimbi la luminous 1pc.

diffraction Lattice 1PC.

chanzo cha Mwanga 1PC.

Kukamilisha kazi:

1. Tunakusanya ufungaji kwa kutumia Kielelezo 1.1 ya dalili za njia.

Kielelezo 1. Mpango wa ufungaji wa kuamua urefu wa wimbi la mwanga.

2. Weka kiwango kwa umbali wa juu kutoka kwenye kitambaa cha diffraction na tuma ufungaji kwenye chanzo cha mwanga, kupata spectrum \u003d

3. Kuamua uhamisho wa boriti kutoka pengo hadi katikati ya sehemu ya rangi ya zambarau ya wigo

4. Kuhesabu urefu wa mwanga wa mwanga wa mionzi ya rangi ya zambarau kwa kutumia formula:

5. Tunarudia uzoefu wa rangi ya kijani, nyekundu ya wigo wa diffraction na kuhesabu urefu wa wimbi la mwanga la mionzi ya kijani na nyekundu kulingana na formula:

6. Linganisha maadili yaliyopatikana na maadili ya kawaida ya tabular kutoka kifungu cha 3 cha maelekezo ya mbinu na kuhesabu kosa la jamaa la vipimo na formula:

Kazi ya Maabara Nambari 11. Uchunguzi wa jambo la kuingilia kati na diffraction ya mwanga.
Lengo: Utafiti wa majaribio ya kuingilia kati na diffraction ya mwanga, kutambua hali ya tukio la matukio haya na asili ya usambazaji wa nishati ya mwanga katika nafasi ..
Vifaa: taa ya umeme na filament ya moja kwa moja (moja kwa darasa), sahani mbili za kioo, tube ya PVC, kioo na suluhisho la sabuni, pete ya waya na kushughulikia na kipenyo cha 30 mm., Blade, karatasi ya karatasi ј karatasi, cape kitambaa 5x5cm, grille diffraction, filters mwanga.

Nadharia fupi
Kuingiliana na diffraction ni sifa ya tabia ya mawimbi ya asili yoyote: mitambo, electromagnetic. Kuingilia kati ya mawimbi ni kuongeza katika nafasi ya mawimbi mawili (au kadhaa), ambayo kuimarishwa au kudhoofisha kwa wimbi linalopatikana linapatikana kwa pointi tofauti. Uingiliano unazingatiwa wakati mawimbi yaliyoingizwa na chanzo hicho cha mwanga ambacho kilikuja kwa hatua hii kwa njia tofauti. Ili kuunda muundo wa kuingilia kati, mawimbi yanayohusiana yanahitajika - mawimbi yenye mzunguko huo na tofauti ya awamu ya mara kwa mara. Mawimbi ya uwiano yanaweza kupatikana kwenye filamu nyembamba za oksidi, mafuta, kwenye pengo la hewa ya hewa kati ya glasi mbili za uwazi zilizopigwa kwa kila mmoja.
Amplitude ya kukomesha kwa hatua C inategemea tofauti ya harakati ya mawimbi kwa mbali D2 - D1.
[Piga faili ili uone picha] Hali ya juu (Kuimarisha Oscillations): Tofauti katika mawimbi ni sawa na idadi ya kila mwaka ya kujazwa nusu
ambapo k \u003d 0; ± 1; ± 2; ± 3;
[Kata faili ili uone picha] mawimbi kutoka vyanzo A na B itafikia hatua na katika awamu sawa na "itaimarisha kila mmoja.
Ikiwa tofauti katika kozi ni sawa na idadi isiyo ya kawaida ya nusu-ilianguka, basi mawimbi yanapunguza kila mmoja na wakati wa mkutano wao utazingatiwa angalau.

[Dock faili ili kuona picha] [faili ya dock ili kuona picha]
Pamoja na kuingiliwa kwa mwanga, ugawaji wa anga wa nishati ya mawimbi ya mwanga hutokea ..
Diffraction ni jambo la kupotoka kwa wimbi kutoka kwa uenezi wa rectuation wakati wa kupita mashimo madogo na nyongeza za wimbi la vikwazo vidogo.
Diffraction ni kutokana na kanuni ya Guigens -frenelly: kila hatua ya kikwazo, ambayo ilifikia AOLNA, inakuwa chanzo cha kanda za sekondari, thabiti, ambazo zinasambazwa juu ya kando ya kikwazo na kuingilia kati ya malezi ya kuingilia kati ya mambo muhimu na mwanga mwangaza, ambao ni hatari ya rangi nyeupe. Hali ya diffraction: vipimo vya vikwazo (mashimo) vinapaswa kuwa chini au vifungo na wavelength. Diffraction inazingatiwa kwenye nyuzi nyembamba, scratches kwenye kioo, kwenye slot iliyopigwa kwa karatasi, kwenye macho Ya matone ya maji juu ya kioo kinachovuta, kwenye fuwele za barafu katika wingu au kwenye kioo, katika bristles ya wadudu wa kifuniko cha chitinous, juu ya manyoya ya ndege, kwenye CD, karatasi ya kufunika., kwenye gridi ya diffraction.,
Grille ya diffraction ni kifaa cha macho, ambacho ni muundo wa mara kwa mara wa idadi kubwa ya vipengele vilivyopatikana mara kwa mara ambayo diffraction ya mwanga hutokea. Strokes yenye wasifu fulani na mara kwa mara kwa latti hii ya diffraction hurudiwa kwa njia ya pengo moja (kipindi cha lattice). Uwezo wa latti ya diffraction kuweka boriti ya kuanguka ya mwanga juu ya wavelengths ni mali yake kuu. Punguza gratings ya kutafakari na ya uwazi. Vifaa vya kisasa hutumiwa hasa gratings ya kutafakari.

Maendeleo:
Kazi 1. a) Uchunguzi wa kuingiliwa kwenye filamu nyembamba:
Uzoefu 1. Punguza pete ya waya ndani ya suluhisho la sabuni. Juu ya pete ya waya inageuka filamu ya sabuni.
Weka kwa wima. Tunachunguza kupigwa kwa mwanga na giza tofauti kwa upana na rangi kama unene wa filamu. Fikiria picha kupitia chujio cha mwanga.
Vibaya, bendi zinazingatia kiasi gani na jinsi rangi zinavyowaingiza ndani yao?
Uzoefu 2. Kutumia tube ya PVC, piga Bubble sabuni na uangalie kwa makini. Wakati wa taa kwa nuru nyeupe, angalia malezi ya madhara ya kuingilia kati yalijenga rangi ya spectral. Slat picha kupitia chujio cha mwanga.
Ni rangi gani zinazopatikana katika Bubble na jinsi ya kubadilisha kutoka juu hadi chini?
B) Uchunguzi wa kuingiliwa juu ya vin ya hewa:
Uzoefu 3. Futa kabisa sahani mbili za kioo, panda pamoja na itapunguza vidole vyako. Kutokana na ubora wa sura ya nyuso za kuwasiliana kati ya rekodi, udhaifu wa hewa bora zaidi hutengenezwa, haya ni wedges ya hewa, kuingiliwa kati yao. Wakati nguvu ya sahani ya compressive inabadilika, unene wa mabadiliko ya hewa ya hewa, ambayo husababisha mabadiliko katika eneo na aina ya kuingiliwa maxima na minima. Cresse picha kupitia chujio cha mwanga.
Chora kuonekana kwa nuru nyeupe na kuonekana kupitia chujio cha mwanga.

Kuchukua pato: Kwa nini kuingilia kati hutokea jinsi ya kuelezea rangi ya maxima katika picha ya kuingilia kati, ambayo huathiri mwangaza na rangi ya picha.

Kazi 2. Ondoa diffraction ya mwanga.
Uzoefu 4. Blade kukata slot katika karatasi, kuomba karatasi kwa macho na kuangalia kupitia slot juu ya mwanga mwanga taa. Tunaona maxima na minima ya kuangaza. Cress picha kupitia chujio cha mwanga.
Chora kuonekana kwa nuru nyeupe na katika mfano wa monochromatic diffraction.
Karatasi ya kupoteza kupunguza upana wa kupungua, tunaona diffraction.
Uzoefu 5. Tembea kwa njia ya mwanga wa taa ya taa ya taa ya diffraction.
Je, muundo wa diffraction umebadilishwaje?
Uzoefu 6. Angalia kupitia kitambaa cha cape kwenye thread ya taa ya mwanga. Kugeuka tishu kuzunguka mhimili, kufikia muundo wa diffraction wazi kwa namna ya vipande viwili vya diffraction vilivyovuka kwenye pembe za kulia.
Chora msalaba wa diffraction uliozingatiwa. Eleza jambo hili.
Kuchukua: Kwa nini diffraction hutokea jinsi ya kuelezea rangi ya maxima katika muundo wa diffraction, ambayo huathiri mwangaza na rangi ya picha.
Kudhibiti maswali:
Nini kawaida kati ya uzushi wa intercc \\ erence na uzushi wa diffraction?
Ni mawimbi gani yanaweza kutoa picha ya kuingilia imara?
Kwa nini picha ya kuingilia kati kutoka kwa taa imesimamishwa kwenye dari katika darasani haikuzingatiwa kwenye meza ya mwanafunzi?

6. Jinsi ya kuelezea miduara ya rangi kuzunguka mwezi?

Faili zilizowekwa

kusudi la kazi. : Kujifunza sifa za kuingilia kati na diffraction ya mwanga.

Maendeleo

1. Kapron Grille.

Tulifanya kifaa rahisi sana kuchunguza diffraction ya mwanga katika hali ya ndani. Kwa hili, tulitumia mfumo wa slides, kipande cha nyenzo nyembamba za kapron na "wakati" gundi.

Matokeo yake, tulikuwa na safu ya juu ya ubora wa mbili-diffurration.

Threads ya Capron iko mbali na ukubwa wa ukubwa wa urefu wa wimbi la mwanga. Kwa hiyo, tishu hii ya caproic hutoa picha ya wazi ya diffraction. Aidha, kwa kuwa nyuzi katika nafasi huingiliana kwenye pembe za kulia, basi latti ya mbili-dimensional inapatikana.

2. Matumizi ya mipako ya maziwa.

Katika maandalizi ya ufumbuzi wa maziwa, kijiko kimoja cha maziwa hupunguzwa na vijiko 4-5 vya maji. Kisha sahani safi ya kioo iliyoandaliwa kama substrate imewekwa kwenye meza, hutumiwa kwenye uso wake wa juu matone machache ya suluhisho, kunyunyizia na safu nyembamba juu ya uso mzima na kuruhusu kukauka ndani ya dakika chache. Baada ya hapo, sahani imewekwa makali, kuunganisha mabaki ya suluhisho, na hatimaye kavu kwa dakika chache zaidi katika nafasi iliyopendekezwa.

3. Matumizi ya mipako ya pombe.

Toleo la mafuta au mafuta ya mboga hutumiwa kwenye uso wa sahani safi (inawezekana nafaka ya mafuta, margarine, siagi au vaseline) na safu nyembamba na kitambaa safi kwa upole kuifuta uso lubricated.

Kukaa safu nyembamba ya mafuta ina jukumu la msingi wa wambiso. Kiasi kidogo (pinch) kinatiwa juu ya uso huu, ncha ya sahani digrii hadi 30 na kugonga kidole kando ya makali, kukataa kwa poda kunapatikana kwa msingi wake. Katika eneo la replication, trace pana bado kwa namna ya kitanda cha pombe sawa.

Kwa kubadilisha mteremko wa sahani, kurudia utaratibu huu mara kadhaa hadi uso mzima wa sahani umefunikwa na safu sawa. Baada ya hapo, poda ya ziada inajulikana, kupanga sahani kwa wima na kupiga makali kwenye meza au kitu kingine kilicho imara.

Chembe za mviringo (migogoro ya wazi) zinajulikana na ugonjwa wa kipenyo. Mipako kama hiyo yenye seti kubwa ya mipira isiyo ya uwazi ya mipira ya opaque ya kipenyo sawa D, sawa na usambazaji wa kiwango katika muundo wa diffraction kutoka kwa ufunguzi wa mviringo.

Pato:

Uingiliano wa Mwanga unazingatiwa:

1) na filamu za sabuni kwenye sura ya waya au Bubbles za sabuni za kawaida;

2) kifaa maalum "Newton pete".

Uchunguzi wa mwanga wa diffraction:

I. Mipako ya maziwa na liquies ni gridi ya asili ya diffraction, tangu chembe za maziwa na spores ya pombe katika vipimo vyao ni karibu na urefu wa wimbi la mwanga. Picha inageuka mkali kabisa na wazi ikiwa unatazama kupitia madawa haya kwenye chanzo cha mwanga mkali.

II. Grille ya diffraction ni kifaa cha maabara ya azimio 1/200, inakuwezesha kuchunguza diffraction ya mwanga katika nyeupe na monosive.

III. Ikiwa unatazama chanzo cha mwanga mkali, kinachozunguka kwa njia ya kope zake, basi unaweza pia kuchunguza diffraction.

Iv. Ndege za manyoya (patches nyembamba) zinaweza pia kutumika kama gridi ya diffraction, tangu umbali kati ya villi na vipimo vyao ni sawa na mwanga wa mwanga.

V. Laser disk ni gridi ya diffraction ya kutafakari, groove ambayo iko karibu sana, na ni kikwazo huru kwa wimbi la mwanga.

Vi. Kanda ya Kapron, ambayo tulifanya mahsusi kwa ajili ya kazi hii ya maabara, kwa sababu ya hila ya tishu na ukaribu wa eneo la fiber ni grating nzuri ya differration.

Somo: Uchunguzi wa matukio ya kuingiliwa na diffraction ya mwanga.

Kusudi la Kazi: utafiti wa majaribio ya kuingilia kati na diffraction.

Vifaa:

• glasi na chokaa cha sabuni;
• pete ya waya na kushughulikia;
• kitambaa cha kapron;
• cD;
• taa ya incandescent;
• wafanyabiashara;
• sahani mbili za kioo;
• blade;
• tweezers;
• kitambaa cha kapron.

Sehemu ya kinadharia.

Kuingiliana ni sifa ya uzushi wa mawimbi ya asili yoyote: mitambo, electromagnetic. Kuingilia kati ya mawimbi ni kuongeza katika nafasi ya mawimbi mawili (au kadhaa), ambayo kuimarishwa au kudhoofisha kwa wimbi linalopatikana linapatikana kwa pointi tofauti. Kwa ajili ya malezi ya muundo wa kuingilia kati, vyanzo vyenye thamani (vilivyokubaliwa) vya mawimbi vinahitajika. Cherent inaitwa mawimbi kuwa na mzunguko huo na tofauti ya awamu ya mara kwa mara.

Hali ya juu ΔD \u003d ± Kλ., Masharti ya Minima, ΔD \u003d ± (2k + 1) λ / 2 wapi k. \u003d 0; ± 1; ± 2; ± 3; ... (Tofauti ya mawimbi ni sawa na idadi ya nusu ya uzazi

Mfano wa kuingilia kati - mbadala ya mara kwa mara ya maeneo ya kiwango cha juu na cha kupunguzwa. Uingiliano wa Mwanga ni ugawaji wa anga wa nishati ya mionzi ya mwanga wakati unapoingiza mawimbi mawili au zaidi ya mwanga. Kwa hiyo, katika matukio ya kuingiliwa na diffraction ya mwanga, sheria ya uhifadhi wa nishati inazingatiwa. Katika uwanja wa kuingiliwa, nishati ya mwanga hutolewa tu bila kugeuka katika aina nyingine za nishati. Kuongezeka kwa nishati katika baadhi ya pointi ya muundo wa kuingilia kati kwa jumla ya nishati ya mwanga ni fidia kwa kupungua kwa pointi nyingine (jumla ya nishati mwanga ni nishati ya mwanga ya mihimili mbili mwanga kutoka vyanzo vya kujitegemea).
Vipande vya mwanga vinahusiana na kiwango cha nishati, giza - minima.

Diffraction ni jambo la kupotoka kwa wimbi kutoka kwa uenezi wa rectuation wakati wa kupita mashimo madogo na nyongeza za wimbi la vikwazo vidogo. Hali ya udhihirisho wa diffraction: d.< λ, Wapi d. - Ukubwa wa kikwazo. λ - wavelength. Vipimo vya vikwazo (mashimo) lazima iwe chini au kulingana na wavelength. Kuwepo kwa uzushi huu (diffraction) hupunguza upeo wa sheria za optics ya kijiometri na ni sababu ya kikomo cha azimio la vyombo vya macho. Grille ya diffraction ni kifaa cha macho, ambacho ni muundo wa mara kwa mara wa idadi kubwa ya vipengele vilivyopatikana mara kwa mara, ambayo diffraction ya mwanga hutokea. Strokes na Defined na mara kwa mara kwa ajili ya profile hii ya diffraction lattice ni mara kwa mara baada ya muda huo d. (kipindi cha latti). Uwezo wa latti ya diffraction kuweka mwanga kuanguka juu yake na wavelengths ni mali yake kuu. Punguza gratings ya kutafakari na ya uwazi. Vifaa vya kisasa hutumiwa hasa gratings ya kutafakari. Hali ya kuzingatia upeo wa diffraction: d dhambi (φ) \u003d ± Kλ.

Miongozo ya kazi.

1. Weka sura ya waya katika suluhisho la sabuni. Rukia na kupiga mfano wa kuingilia kati katika filamu ya sabuni. Wakati filamu inaangaa na mwanga mweupe (kutoka dirisha au taa), kuna uchoraji wa vipande vya mwanga: juu ya rangi ya bluu, chini-nyekundu. Tumia tube ya kioo ili kupiga Bubble ya sabuni. Rukia mwenyewe. Wakati wa taa kwa nuru nyeupe, malezi ya pete ya kuingilia rangi yanazingatiwa. Kama unene wa filamu ya pete hupungua, kupanua, kusonga chini.

Jibu maswali:

1. Kwa nini Bubbles sabuni zina rangi ya upinde wa mvua?
2. Je, ni aina gani ya kupigwa kwa upinde wa mvua?
3. Kwa nini rangi ya Bubble wakati wote unabadilika?

2. Futa sahani za kioo, kuziweka pamoja na kuzipunguza vidole vyako. Kwa sababu ya upotevu wa sura ya nyuso za mawasiliano kati ya sahani, udhaifu wa hewa bora zaidi hutengenezwa, kutoa pete ya upinde wa mvua kama vile au imefungwa. Wakati wa kubadilisha nguvu, kuchanganya sahani, eneo na sura ya bendi hubadilishwa wote katika kuonekana na katika mwanga wa kuambukizwa. Chora picha ulizoziona.

Jibu maswali:

1. Kwa nini katika maeneo tofauti ya sahani za mawasiliano ni mkali wa upinde wa upinde wa mvua au sura isiyo ya kawaida ya strip?
2. Kwa nini kubadilisha fomu na eneo la bendi zinazoingiliwa?

3. Weka kwa usawa katika kiwango cha CD. Unaangalia nini? Eleza matukio yaliyozingatiwa. Eleza picha ya kuingilia kati.

4. Angalia kupitia kitambaa cha cape kwenye thread ya taa inayowaka. Kugeuka tishu kuzunguka mhimili, kufikia muundo wa diffraction wazi kwa namna ya vipande viwili vya diffraction vilivyovuka kwenye pembe za kulia. Chora msalaba wa diffraction uliozingatiwa.

5. Rukia ruwaza mbili za diffraction wakati wa kuzingatia nyuzi za taa inayowaka kupitia slot iliyoundwa na sponge ya caliper (pamoja na upana wa 0.05 mm na 0.8 mm). Eleza mabadiliko katika hali ya muundo wa kuingilia kati na mzunguko mzuri wa caliper karibu na mhimili wima (pamoja na upana wa 0.8 mm). Uzoefu huu unarudia na vipande viwili, viliwahimiza kwa kila mmoja. Eleza hali ya muundo wa kuingiliwa

Andika hitimisho. Eleza ambayo ya majaribio uliyofanya jambo la kuingiliwa kwa uelewa uliozingatiwa? diffraction?

Kazi ya Kazi Nambari 4.

Kujifunza jambo la diffraction ya mwanga.

Mafunzo ya madarasa ya lengo: Jambo la diffraction kwenye safu ya diffraction hutumiwa katika vifaa vya spectral na inakuwezesha kuamua wavelengths ya aina inayoonekana ya wigo. Aidha, ujuzi wa sheria za diffraction inaruhusu kuamua azimio la vyombo vya macho. X-ray diffraction inaruhusu kuamua muundo wa miili na utaratibu wa kawaida wa atomi na kuamua kasoro unasababishwa na ukiukwaji wa kawaida ya muundo wa miili bila uharibifu.

Vifaa vya msingi: Kwa utendaji na utoaji wa mafanikio, unahitaji kujua sheria za optics ya wimbi.

Maandalizi ya somo:

Kozi ya fizikia: 2d ed., 2004, ch. 22, p., 431-453.

, "Kozi ya Fizikia ya kawaida", 1974, §19-24, p.113-147.

Kozi ya fizikia. 8 ED., 2005, §54-58, p.470-484.

Optics na fizikia ya atomiki, 2000, 2000, uk. 74-121.

Udhibiti wa pembejeo: Maandalizi ya kazi ya maabara yanasimamiwa na fomu iliyoandaliwa kazi, kulingana na mahitaji ya jumla na majibu ya maswali:

1. Kwa nini latti ya diffraction huvunja mwanga kutoka kwa wingi wa incandescent katika wigo?

2. Ni umbali wa kitambaa cha diffraction kutoka kwa kugusa bora?

3. Ni aina gani itakuwa na wigo ikiwa taa ya incandescent imefungwa na kioo kijani?

4.Kwa vipimo vinavyotakiwa kufanywa mara tatu?

5. Ni jinsi gani huamua utaratibu wa wigo?

6. Ni wigo gani wa rangi unao karibu na pengo na kwa nini?

Vyombo na vifaa.: Grating diffraction,

Utangulizi wa kinadharia na data ya awali:

Wave yoyote inayoenea katika katikati ya isotropic (homogeneous) ambayo mali haibadilika kutoka hatua hadi hatua, inaendelea mwelekeo wa usambazaji wake. Katika kati ya anisotropic (inhomogeneous), ambapo, wakati wa kifungu cha wimbi, inakabiliwa na mabadiliko ya usawa katika amplitude na awamu juu ya uso wa mbele ya wimbi, mwelekeo wa awali wa mabadiliko ya uenezi. Jambo hili linaitwa diffraction. Diffraction ya asili katika mawimbi ya asili yoyote, Na kwa kawaida hujitokeza katika mwelekeo wa kupotoka wa uenezi wa mwanga kutoka mstari wa moja kwa moja.

Diffraction hutokea na mabadiliko yoyote ya ndani katika mbele ya wimbi, amplitude au awamu. Mabadiliko hayo yanaweza kusababisha kuwepo kwa vikwazo vya opaque au sehemu ya uwazi kwa njia ya wimbi (skrini), au sehemu za kati na index tofauti ya refractive (rekodi ya awamu).

Kuhitimisha hapo juu, unaweza kuunda yafuatayo:

Jambo la kupotoka kwa mawimbi ya mwanga kutoka kwa uenezi wa rectilinear wakati wa mashimo na karibu na kando ya skrini inaitwa diffraction.

Mali hii ni ya asili kwa mawimbi yote bila kujali asili. Kwa asili, diffraction sio tofauti na kuingiliwa. Wakati kuna vyanzo vichache, matokeo ya hatua yao ya pamoja inaitwa kuingiliwa, na ikiwa kuna vyanzo vingi, wanasema juu ya diffraction. Kulingana na umbali ambao wimbi linazingatiwa kwa suala ambalo diffraction hutokea, diffraction tofauti Fraunhofer. au Fresnel.:

· Ikiwa muundo wa diffraction unazingatiwa kwa umbali wa mwisho kutoka kwenye suala ambalo husababisha diffraction na lazima kuzingatiwa kuwa curvature ya mbele ya wimbi, basi wanazungumzia frenelly diffraction.. Kwa diffraction ya fresnel, picha ya diffraction ya kikwazo inazingatiwa kwenye skrini;

· Ikiwa mipaka ya wimbi ni gorofa (mionzi inayofanana) na muundo wa diffraction unazingatiwa kwa umbali mkubwa sana (kwa lenses hii ya matumizi), basi tunazungumzia futa diffraction..

Katika kazi ya sasa, uzushi wa diffraction hutumiwa kuamua wavelength ya mwanga.

lakini"Wakati mbele ya wimbi inakuja kwenye slit na inachukua nafasi ya AB (Kielelezo 1), kisha Kielelezo 2 kanuni ya guigens vipengele vyote vya mbele ya wimbi hilo vitakuwa vyanzo vyenye vya mawimbi ya sekondari ya spherical kueneza kuelekea harakati ya mbele ya wimbi.

Fikiria mawimbi kueneza kutoka kwa pointi ya ndege katika mwelekeo wa angle fulani na awali (Kielelezo 2). Ikiwa juu ya njia ya mionzi hii, weka lens sambamba na ndege ya AB, basi mionzi baada ya kukataa itazingatia wakati fulani m ya screen iko katika ndege kuu ya lens, na itaingilia kati (Point O ni Lengo kuu la lens). Chini kutoka hatua ya perpendicular kwa mwelekeo wa mionzi ya boriti ya kujitolea. Kisha kutoka ndege ya wasemaji na kisha ndege ya kipaumbele ya lenses, mionzi inayofanana haibadili tofauti yao katika kozi.

Tofauti ya harakati inayoamua hali ya kuingiliwa hutokea tu njiani kutoka mbele ya AB ya awali hadi ndege ya AC na ni tofauti kwa mionzi tofauti. Ili kuhesabu kuingiliwa kwa mionzi hii, njia ya maeneo ya fresnel inatumika. Ili kufanya hivyo, tunagawanya kiakili cha mstari wa BC kwenye mfululizo wa makundi ya urefu wa l / 2. Kwa umbali wa BC \u003d a.· Sin. j. Z \u003d a.× Dhambi. j. /(0.5l) ya makundi hayo. Kufanya kutoka mwisho wa makundi haya ya mstari, sambamba AC, kabla ya kukutana nao na AB, tunavunja mbele ya mawimbi ya ufa katika mfululizo wa vipande vya upana huo huo, strips hizi zitakuwa katika kesi hii maeneo ya fresnel..

Kutoka kwa ujenzi hapo juu ifuatavyo kwamba mawimbi yanayotokana na kila kanda mbili za karibu za fresnel huja kwa m hatua katika awamu tofauti na kuzima kila mmoja. Ikiwa A. Na ujenzi huo idadi ya maeneo. Je, itageuka hata, kila jozi ya maeneo ya jirani huzunguka kila mmoja na kwenye kona hii kwenye skrini itakuwa kima cha chini Mwanga

https://pandia.ru/text/80/353/images/image005_9.gif "upana \u003d" 25 "urefu \u003d" 14 SRC \u003d "\u003e.

Kwa hiyo, kwa tofauti katika mwendo wa mionzi, ambayo hutoka kwenye kando ya pengo sawa na hata idadi ya nusu ya kuanguka, tutafuatilia kupigwa kwa giza kwenye skrini. Katika vipindi kati yao watazingatiwa taa Maxima. Wao wataendana na pembe ambazo mbele ya mawimbi imegawanywa isiyo ya kawaida Idadi. maeneo ya fresnel. https://pandia.ru/text/80/353/images/image007_9.gif "upana \u003d" 143 "urefu \u003d" 43 src \u003d "\u003e, (2)

ambapo k \u003d 1, 2, 3, ..., https: //pandia.ru/text/80/353/images/image008_7.gif "align \u003d" kushoto "upana \u003d" 330 "urefu \u003d" 219 "\u003e formulas (1) na (2) inaweza kupatikana, na ikiwa unatumia moja kwa moja hali ya kuingilia kati kutoka kwa maabara. Kazi No. 66. Hakika, ikiwa unachukua mionzi miwili kutoka maeneo ya karibu ya fresnel ( uthabiti idadi ya maeneo), basi tofauti kati yao ni sawa na nusu ya wavelength, yaani isiyo ya kawaida Idadi ya nusu ya miguu. Kwa hiyo, kuingilia kati, mionzi hii hutoa mwanga wa chini kwenye skrini, yaani, hali inapatikana (1). Aliingia sawa kwa mionzi kutoka kanda kali za fresnel, na isiyo ya kawaida Tunapata formula (2).

https://pandia.ru/text/80/353/images/image010_7.gif "upana \u003d" 54 "urefu \u003d" 55 src \u003d "\u003e.

· Ikiwa pengo ni nyembamba sana (<< l), то вся поверхность щели является лишь небольшой частью зоны Френеля, и колебания от всех точек ее будут по любому направлению распространяться почти в одинаковой фазе. В результате во всех точках экран будет очень слабо равномерно освещен. Можно сказать, что свет через щель практически не проходит.

· Ikiwa pengo ni pana sana ( a.\u003e\u003e L), basi kiwango cha chini kitaendana na kupotoka kidogo sana kutoka kwa uenezi wa rectilinear kwa angle. Kwa hiyo, kwenye skrini, tunapata picha ya kijiometri ya slot, iliyopakana na kupigwa nyembamba na rangi ya giza.

· Futa diffraction. upeo Na minima. Itazingatiwa tu katika kesi ya kati wakati wa upana wa kupungua a. Kanda nyingi za fresnel zitawekwa.

Wakati wa kuangaza nenomochomatic iliyopigwa ( white.) Mwanga diffraction Maxima kwa rangi tofauti itaeneza. L ndogo, high ya kupungua huzingatiwa kwa pembe ndogo. Katikati ya skrini, mionzi ya rangi zote huja na tofauti ya kiharusi sawa na sifuri, hivyo Picha katikati itakuwa nyeupe. Kwenye Haki. Na kushoto. Kutoka kwa kiwango cha juu utazingatiwa diffraction. spectra. kwanza, pili Na t. D.. Amri.

Diffraction grating.

Ili kuongeza kiwango cha diffraction maxima, sio slit moja, lakini grille diffraction.

Gridi ya diffraction ni mfululizo wa slots sambamba ya upana huo huo. a., kutengwa na vipindi vya upana wa opaque. b.. Sum. a.+ b. = d. Inaitwa. kipindi au kudumu Diffraction lattice.

Grills diffraction ni viwandani juu ya kioo au juu ya chuma (katika kesi ya mwisho, grille inaitwa kutafakari). Mfululizo wa viboko vyenye sambamba vya upana huo huo hutumiwa na makali ya diamond ya thinnest na mashine ya mgawanyiko na iko katika umbali sawa. Wakati huo huo, viboko, kueneza mwanga kwa pande zote, kucheza jukumu la mapungufu ya opaque, na sahani za sahani zisizofaa - jukumu la mipaka. Idadi ya viboko kwa 1 mm katika baadhi ya lattices hufikia 2000.

Fikiria diffraction kutoka kwa n slots. Wakati mwanga unapita kupitia mfumo wa slit sawa, muundo wa diffraction ni ngumu sana. Katika kesi hii, mionzi tofauti kutoka tofauti inafaa, kulazimisha kila mmoja katika ndege ya kipaumbele ya lens na interphlar. kati yao wenyewe. Ikiwa idadi ya mipaka ni n, basi mihimili ya n imeingizwa. Kama matokeo ya diffraction, hali ya elimu diffraction Maxima. Tazama

https://pandia.ru/text/80/353/images/image014_4.gif "upana \u003d" 31 "urefu \u003d" 14 src \u003d "\u003e (3)

Ikilinganishwa na diffraction kwenye slit moja, hali imebadilika kinyume:

Hali ya kuridhisha ya Maxima (3) inaitwa. main.. Msimamo wa kiwango cha chini haubadilika, kwa kuwa maelekezo hayo ambayo hakuna mapungufu ambayo hutuma nuru haipatikani na na inafaa.

Kwa kuongeza, maelekezo yanawezekana ambayo mwanga uliotumwa na slots mbalimbali huzimwa (kuharibiwa kwa pande zote). Kwa ujumla, na diffraction kutoka kwa n slots, ni sumu:

1) main. upeo

https://pandia.ru/text/80/353/images/image017_4.gif "upana \u003d" 223 "urefu \u003d" 25 "\u003e;

3) ziada Minima..

Hapa, kama hapo awali, a. - upana wa kupungua;

d \u003d A + B. - kipindi cha lattice ya diffraction.

Kati ya maxima mbili kuu, n-1 ya minima ya ziada, iliyotengwa na Maxima ya Sekondari (Kielelezo 5), ukubwa wa ambayo ni kwa kiasi kikubwa kiwango kidogo Maxima kubwa.

Imetoa 0 "style \u003d" margin-kushoto: 5.4pt; kuanguka kwa mpaka: kuanguka "\u003e

Azimio la lattice ya L / DL diffraction inaonyesha uwezo wa latite kugawanya maxima ya juu kwa wavelengths mbili karibu L1 na L2 katika wigo huu. Hapa DL \u003d L2 - L1. Ikiwa L / DL\u003e kn., Maxima ya kuangaza kwa L1 na L2 hairuhusiwi katika wigo wa amri ya K-th.

Utaratibu wa kufanya kazi:

Zoezi 1. Uamuzi wa urefu wa wimbi la mwanga ukitumia gridi ya diffraction.

1. Kuhamia kiwango na slit kufunga grille diffraction katika umbali kupewa "y" kutoka pengo.

2. Pata Spectra 1, 2, 3 amri kwa pande zote za upeo wa sifuri.

3. Pima umbali kati ya kiwango cha juu cha sifuri na upeo wa kwanza ulio upande wa kulia wa sifuri - X1, kati ya kiwango cha juu cha sifuri na upeo wa kwanza ulio upande wa kushoto wa takwimu 6 Zero - X2. Pata na ufafanue angle J sambamba na kiwango hiki cha juu. Vipimo vya kuzalisha kwa maxima ya rangi ya violet, rangi ya kijani na nyekundu, katika spectra 1, 2 na 3 amri kwa maadili matatu "Y". Kwa mfano, kwa y.1 = 15, y.2 \u003d 20 na y.3 \u003d 30 cm.

4. Kujua lati ya kudumu ( d. \u003d 0.01 mm) na angle j, ambayo kiwango cha juu cha rangi hii na utaratibu kinazingatiwa, ili kupata wavelength L kwa formula:

Hapa k. Inachukua moduli.

5. Tumia hitilafu kamili kwa maadili ya wavelength yaliyopatikana yanayohusiana na violet, maeneo ya kijani na nyekundu.

6. Upimaji na matokeo ya hesabu kwa meza.

Kudhibiti maswali na kazi.

1. Je, ni jambo gani la diffraction?

2. Ni tofauti gani kati ya fresnel diffraction kutoka fraunhofer diffraction?

3. Neno la Guiggens-fresnel.

4. Ninawezaje kuelezea diffraction kutoka kwa kanuni ya Guiggens-fresnel?

5. Je, maeneo ya fresnel ni nini?

6. Hali gani inapaswa kufanywa ili diffraction inaweza kuzingatiwa?

7. Eleza diffraction kutoka slot moja.

8. diffraction juu ya latti diffraction. Je! Ni tofauti gani ya msingi kati ya kesi hii kutoka kwa diffraction kwenye pengo moja?

9. Jinsi ya kuamua idadi kubwa ya spectra diffraction kwa latti hii diffraction?

10. Tabia ni nini kama usambazaji wa angular na azimio?