Изучение интерференции и дифракции
Цель работы
Изучить опыты, подтверждающие волновую природу света. Наблюдать интерференцию и дифракцию на различных объектах
Теоретическая часть работы
Волновой оптикой называется раздел учения о свете, в котором световые волны рассматриваются как электромагнитные, занимающие определенный интервал на шкале электромагнитных волн. В волновой оптике рассматриваются законы излучения, распространения и взаимодействия световых волн с веществом.
Интерференцией называется явление, наблюдаемое при сложении волн: усиление колебаний в одних точках пространства и ослабление в других в зависимости от разности фаз интерферирующих волн. Интерферировать могут только когерентные волны, т.е. имеющие постоянную разность фаз и одинаковую частоту. Дифракция – явление огибания волнами препятствий.
Оборудование
Лампа накаливания, мыльный раствор, каркас для получения мыльной пленки, две стеклянные пластинки, дифракционная решетка, капроновая лента, непрозрачный экран с отверстием, компакт-диск, цветные карандаши.
Ход работы
Наблюдение интерференции света:
1. Две стеклянных пластинки протрите, сложите вместе и прижмите пальцами друг к другу. Рассмотрите пластины в отраженном свете на темном фоне. В отдельных местах соприкосновения пластин наблюдайте радужные кольцеобразные или неправильной формы полосы ([1], стр. 424 п.3)
2. Заметьте изменение формы и расположения интерференционных полос в зависимости от изменения толщины воздушной прослойки между ними.
3. Опустите каркас в мыльный раствор, получите пленку, расположите ее вертикально, рассмотрите в отраженном свете. Через некоторое время в верхней части пленки появляются радужные полосы, разделенные темными промежутками. ([1], стр. 423, п.1)
4. Постарайтесь увидеть интерференционную картину в свете.
5. Постарайтесь увидеть интерференционную картину в пленке, расположенной горизонтально ([1], стр. 423, п.1)
Наблюдение дифракции
1. Приставьте дифракционную решетку вплотную к глазу, смотря сквозь нее на светящуюся нить лампы накаливания. Наблюдайте по обе стороны от нити накаливания радужные полосы (дифракционный спектр), посмотрите, как изменяется яркость полос от белого центрального пятна к краям. ([1], стр. 423, рис. 17.7)
2. Приставьте капроновую ленту вплотную к глазу, посмотрите сквозь ленту на нить накаливания. Наблюдайте два скрещивающихся дифракционных спектра.
3. Посмотрите прищурившись на спираль лампы накаливания Наблюдайте радужные цвета
4. В листе черной бумаги проколите иглой отверстие диаметром 0,5 мм. Смотрите на нить накаливания лампы. Наблюдайте в центре яркое белое пятно, окруженное чередующимися яркими светлыми и темными кольцами, имеющими яркую окраску.
5. Посмотрите на поверхность компакт-диска в отраженном свете. Наблюдайте радужные цвета.
Таблица Выполнение работы
| Опыт | Что наблюдали | Объяснение причин возникновения радужной окраски |
| Стеклянная пластинка Мыльная пленка, расположенная вертикально Мыльная пленка, расположенная горизонтально Дифракционная решетка Дифракция от ресниц Капроновая лента Отверстие в листе черной бумаги Компакт-диск |
Вывод
Записать ответы на вопросы полными предложениями
1. Где в быту можно наблюдать интерференцию и дифракцию?
2. Почему в опытах по дифракции и интерференции наблюдаются радужные полосы? Что наблюдалось бы при использовании светофильтров?
3. Какие световые волны называются монохроматическими?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 15
Измерение длины световой волны с помощью
Дифракционной решетки
Цель работы
С помощью дифракционной решетки получить спектр, изучить его. Определить длину волны фиолетовых, зеленых и красных лучей