ВСЕУКРАЇНСЬКИЙ КОНКУРС ДЛЯ ВЧИТЕЛІВ Презентація до уроку фізики у 11 класі " Лабораторна робота. Спостереження інтерференції та дифракції світла"

ДИФРАКЦІЯ СВІТЛАІнтерференція світла

ПРИГАДАЙ

1. Яке явище називається інтерференцією хвиль?2. Які хвилі називаються когерентними?3. В яких точках простору  спостерігаються інтерференційні максимуми?4. В яких точках простору спостерігаються інтерференційні мінімуми?5. Куди зникає енергія двох хвиль в місцях інтерференційних мінімумів? …явище накладання когерентних хвиль, при якому утворюється постійний в часі розподіл амплітуд результуючих коливань. … це хвилі з однаковою частотою і сталою в часі різницею фаз. …в точках, де різниця ходу хвиль дорівнює цілому числу довжин хвиль. …в точках, де різниця ходу хвиль дорівнює непарному числу довжин півхвиль. В місцях максимумів енергія результуючих коливань перевищує суму енергії хвиль рівно на стільки, на скільки вона зменшується в місцях мінімумів.

Спостереження інтерференції та дифракції світла ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Мета роботи: навчитися спостерігати і пояснювати явища інтерференції світла. Обладнання:   1) сірники,  2) свічка в металевій оправі,  3) дротяне кільце з ручкою,  5) стакан з мильним розчином,  6) пластинки скляні (скла предметні) 2шт.,  7) паперова серветка для скла,  8) світлофільтр, 9) щілина,10) капронова тканина,11) шпильки,12) кольорові олівці

Хід роботи1. Дві скляні пластинки ретельно протріть, складіть разом і притисніть пальцями. 2. Розгляньте пластини в відбитому світлі на темному фоні (розташувати їх треба так, щоб на поверхні скла не утворювалися яскраві відблиски від вікон).3. В окремих місцях стику пластин спостерігайте яскраві райдужні кільцеподібні смуги.4. Простежте і запишіть, як змінюється форма і розміщення інтерференційних смуг зі зміною натиску пальцями на пластини. І. Спостереження інтерференції в мильній плівці

(Поверхні пластинок не можуть бути абсолютно рівними, тому стикаються вони тільки в декількох місцях. Навколо цих місць утворюються найтонші повітряні клини різної форми, що дають картину інтерференції - різнобарвні кільця. У центрі вони майже не зафарбовані, трохи далі переливаються всіма кольорами веселки, а до краю втрачають насиченість кольорів, блякнуть і зникають ... Зі зміною натиску змінюється форма і розташування інтерференційних смуг тому. що при зміні товщини повітряного клину змінюється різниця ходу хвиль.)

5. Спостерігайте кільця Ньютона в монохроматичному світлі через світлофільтр. Чим вони відрізняються від картини в білому світлі?

У тих місцях, де різниця ходу когерентних променів дорівнює парному числу півхвиль, виникають світлі (кольорові) смуги, а при непарному числі півхвиль - темні смуги.ІІ. Спостереження інтерференції в мильній плівці 1. Опустіть дротяне кільце в мильний розчин, отримаєте мильну плівку. 2. Розташуйте її вертикально і розгляньте на темному фоні. 3. Спостерігайте за освітленням темних і світлих смуг і зміною їх ширини в міру зменшення товщини плівки.

При освітленні плівки білим світлом (від вікна або лампи) виникає фарбування світлих смуг: вгорі - синій колір, внизу - червоний. Там, де плівка тонша - посилюються промені з малою довжиною хвилі (сині,фіолетові); там, де товща - з більшою довжиною хвилі (оранжеві, червоні). Зі зменшенням товщини плівки, смуги розширюються і опускаються вниз. В плівці інтерферують світлові хвилі відбиті від її верхньої і нижньої граней.

Інтерференція у плівці лаку на воді

Кольори мінливості Кольори мінливості спостерігаються при нагріванні сплавів заліза, наприклад, вуглецевої сталі. Утворюється тонка прозора оксидна плівка, в якій відбувається інтерференція.

Дифракція На щілині. Приставляємо щілину впритул до ока вертикально і дивимося на нитку лампи розжарення. Спостерігаємо по обидва боки від нитки паралельні їй райдужні смужки. Змінюємо ширину щілини в межах 0,05 - 0,8 мм. Як при цьому змінюється ширина дифракційних спектрів та відстань між ними? (При переході до більш вузьких щілин смуги розсуваються, стають ширшими і утворюють помітні спектри. При спостереженні через найширшу щілину смуги дуже вузькі і розташовуються близько одна до одної.)

 Пояснення: У центрі хреста видно дифракційний максимум білого кольору. Хрест виходить тому, що нитки тканини представляють собою дві складені разом дифракційні решітки зі взаємно перпендикулярними щілинами. Поява спектральних кольорів пояснюється тим, що біле світло складається з хвиль різної довжини. Дифракційний максимум світла для різних хвиль виходить в різних місцях. 4. Подивіться на лампу, розташувавши голку чи тонкий дріт вертикально, близько до ока.5. Подивіться крізь капронову тканину на лампу. Повертаючи тканину навколо осі, добийтеся чіткої дифракційної картини у вигляді двох схрещених під прямим кутом дифракції смуг.6. Повторіть спостереження із світлофільтром.7. Зарисуйте кольоровими олівцями дифракційні картини

8. Розгляньте уважно під різними кутами поверхню компакт-диска. Поясніть, чому спостерігаємо дифракцію.   Яскравість дифракційних спектрів залежить від частоти нанесених на диск борозенок і від величини кута падіння променів. Паралельні промені, які падають від лампи, відбиваються від сусідніх випуклостей між борозенками. Промені, відбиті під кутом рівним куту падіння, утворюють зображення нитки лампи у вигляді білої лінії. Промені, відбиті під іншими кутами мають деяку різницю ходу, внаслідок чого відбувається складання хвиль. Відблиски компакт- дисків мають райдужне забарвлення.

Бензин не змішується з водою. Тому, потрапляючи, в калюжу на дорозі, він розтікається по її поверхні тонкою плівкою. Світлові промені відбиваються від поверхні бензинової плівки і від дна плівки. Ці два відбиті промені накладаються один на одного, в результаті чого в просторі відбувається перерозподіл їх енергії. Чому плівка бензину на поверхні води в калюжі має веселкове забарвлення?

До нових зустрічей!