- •3Сила Ампера.Взаимодействие проводников с током.Определение единицы силы тока-а.
- •4Сила Лоренца.Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.Ускорители заряженных частиц.
- •5Контур с током в однородном и неоднородном магнитном поле.Магнитный момент контура.
- •6Теорема о циркуляции вектора в и ее применение для расчета магнитных полей.
- •7Работа при перемещении проводника и контура с током в магнитном поле.
- •9Явление самоиндукции.Явление взаимоиндукции.Индуктивность(физ.Смысл).
- •10Вращение рамки с током в магнитном поле.Генераторы переменного и постоянного тока.
- •11Магнитное поле в веществе.Вектор намагничивания.Напряженность магнитного поля и ее связь с индукцией.Магнитная проницаемость.Диа-,пара-, и ферромагнетики.
- •12Теория ферромагнетизма.Петля гистерезиса.Коэрцитивная сила (поле), остаточное намагничение.
- •13Свободные колебания.Диф-е ур-ие колебаний,его решение.Формула Томсона.Графики зависимости q,u,I от времени.
- •17Переменный ток.Реактивные сопротивления.Закон Ома для цепи переменного тока.Эффективные значения тока и напряжения.
- •1Свет-электромагнитная волна.Сферическая, плоская волна.Показатель преломления.Полное внутреннее отражение.
- •2Интерференция света.Опыт Юнга.Ширина полос интерференции.
- •3Интерференция в тонких пленках.Просветление оптики.
- •4Полосы равной толщины.Кольца Ньютона в отраженном и проходящем свете.Применение интерференции.
- •5Дифракция света.Принцип Гюйгенса-Френеля.Прохождение света сквозь малые отверстия(метод зон Френеля).
- •6Дифракция на круглом отверстии.Дифракция на круглом диске.
- •7Дифракция Фраунгофера на одной щели.
- •8Дифракционная решетка.Разложение света в спектр с помощью диф-решетки.
- •9Характеристики дифракционных решеток.Критерий Рэлея разрешения двух линий.Дифракция рентгеновских лучей(ф-ла Вульфа-Брэггов).
- •10Дисперсия света.Нормальная и аномальная дисперсия.
- •11Поглощение света.Закон Бугера.
- •12Поляризация света.Закон Брюстера.
7Дифракция Фраунгофера на одной щели.
Рассмотрим дифракцию Фраунгофера от бесконечно длинной щели (для этого практически достаточно, чтобы длина щели была значительно больше ее ширины). Пусть плоская монохроматическая световая волна падает нормально плоскости узкой щели шириной а (рис. 261, а). Оптическая разность хода между крайними лучами МС и ND, идущими от щели в произвольном направлении j,
(179.1)
где F- основание перпендикуляра, опущенного из точки М на луч ND.
Рис. 261
Разобьем открытую часть волновой поверхности в плоскости щели MN на зоны Френеля, имеющие вид полос, параллельных ребру М щели. Ширина каждой зоны выбирается так, чтобы разность хода от краев этих зон была равна l/2, т. е. всего на ширине щели уместится D:l/2 зон. Так как свет на щель падает нормально, то плоскость щели совпадает с волновым фронтом; следовательно, все точки волнового фронта в плоскости щели будут колебаться в одинаковой фазе. Амплитуды вторичных волн в плоскости щели будут равны, так как выбранные зоны Френеля имеют одинаковые площади и одинаково наклонены к направлению наблюдения.
Из выражения (179.1) вытекает, что число зон Френеля, укладывающихся на ширине щели, зависит от угла j. От числа зон Френеля, в свою очередь, зависит результат наложения всех вторичных волн. Из приведенного построения следует, что при интерференции света от каждой пары соседних зон Френеля амплитуда результирующих колебаний равна нулю, так как колебания от каждой пары соседних зон взаимно гасят друг друга. Следовательно, если число зон Френеля четное, то
(179.2)
и в точке В наблюдается дифракционный минимум (полная темнота), если же число зон Френеля нечетное, то (179.3)
и наблюдается дифракционный максимум, соответствующий действию одной нескомпенсированной зоны Френеля. Отметим, что в направлении j = 0 щель действует как одна зона Френеля, и в этом направлении свет распространяется с наибольшей интенсивностью, т. е. в точке В0 наблюдается центральный дифракционный максимум.
Из условий (179.2) и (179.3) можно найти направления на точки экрана, в которых амплитуда (а следовательно, и интенсивность) равна нулю (sinjmin = ± ml/a) или максимальна sinjmin = ± (2m + 1) l/(2a).Распределение интенсивности на экране, получаемое вследствие дифракции (дифракционный спектр), приведено на рис. 261, б. Расчеты показывают, что интенсивности в центральном и последующих максимумах относятся как 1 : 0,047 : 0,017 : 0,0083 : ..., т. е. основная часть световой энергии сосредоточена в центральном максимуме. Из опыта и соответствующих расчетов следует, что сужение щели приводит к тому, что центральный максимум расплывается, а интенсивность уменьшается (это, естественно, относится и к другим максимумам). Наоборот, чем щель шире (а > l), тем картина ярче, но дифракционные полосы уже, а число самих полос больше. При а ≫l в центре получается резкое изображение источника света, т. е. имеет место прямолинейное распространение света.
Положение дифракционных максимумов зависит от длины волны l, поэтому рассмотренная выше дифракционная картина имеет место лишь для монохроматического света. При освещении щели белым светом центральный максимум наблюдается в виде белой полоски; он общий для всех длин волн (при j = 0 разность хода равна нулю для всех l). Боковые максимумы радужно окрашены, так как условие максимума при любых m различно для разных l. Таким образом, справа и слева от центрального максимума наблюдаются максимумы первого (m = 1), второго (m = 2) и других порядков, обращенные фиолетовым краем к центру дифракционной картины. Однако они настолько расплывчаты, что отчетливого разделения различных длин волн с помощью дифракции на одной щели получить невозможно.