Лабораторная работа № 13(интерференция) тех

Лабораторная работа № 13

Тема: Наблюдение явлений интерференции и дифракции света

Цель: в ходе эксперимента доказать существование явлений дифракции и интер-

ференции, а так же суметь объяснить причины образования интерферен-

ционной и дифракционной картин

Теория

Если свет представляет собой поток волн, то должно наблюдаться явление интерференции, т. е. сложение двух или более волн. Однако получить интерференционную картину (чередование максимумов и минимумов освещённости) с помощью двух независимых источников света невозможно.

Для получения устойчивой интерференционной картины нужны согласованные (когерентные) волны. Они должны иметь одинаковую частоту и постоянную разность фаз ( или разность хода ) в любой точке пространства.

Устойчивая интерференционная картина наблюдается на тонких плёнках керосина или нефти на поверхности воды, на поверхности мыльного пузыря.

Простую интерференционную картину получил Ньютон, наблюдая поведение света в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и наложенной на неё плоско – выпуклой линзой.

Дифракция – огибание волнами краёв препятствий – присуща любому волно -вому явлению. Волны отклоняются от прямолинейного распространения на заметные углы только на препятствиях, размеры которых сравнимы с длиной волны, а длина световой волны очень мала ( 4 10^-7 м – 8 10^-7 м ) .

В данной лабораторной работе мы сможем пронаблюдать интерференцию и

дифракцию, а так же объяснить эти явления на основе теории.

Оборудование: - стеклянные пластины – 2 шт.;

- лоскутки капроновые или батистовые;

- лампа с прямой нитью накала, свеча;

- штангенциркуль

Порядок проведения работы:

Примечание: отчет о выполнении каждого опыта необходимо оформить по

следующей схеме: 1) рисунок;

2) объяснение опыта.

I. Наблюдение явления интерференции света.

1. Стеклянные пластины тщательно протереть, сложить вместе и сжать пальцами.

2. Рассмотреть пластины в отражённом свете, на тёмном фоне (располагать их

надо так, чтобы на поверхности стекла не образовались слишком яркие блики

от окон или белых стен).

3. В отдельных местах соприкосновения пластин наблюдаются яркие радужные

кольцеобразные или неправильной формы полосы.

4. Зарисовать наблюдаемую интерференционную картину.

II. Наблюдение явления дифракции.

а) 1. Установить между губками штангенциркуля щель шириной 0,05 мм.

2. Приставить щель вплотную к глазу, расположив её вертикально.

3. Смотря сквозь щель на вертикально расположенную святящуюся нить

лампы, свечу, наблюдать, по обе стороны нити радужные полосы

(дифракционные спектры).

4. Увеличивая ширину щели, заметить, как это изменение влияет на дифрак-

ционную картину.

5. Зарисовать и объяснить дифракционные спектры, полученные от щели

штангенциркуля для лампы и для свечи.

б) 1. Наблюдать дифракционные спектры с помощью лоскутков капрона или

батиста.

2. Зарисовать и объяснить дифракционную картину, полученную на лоскутке

ткани.

III. После проведения опытов сделать общий вывод по итогам наблюдений.

Контрольные вопросы:

1. Почему в обычной комнате, где много источников света не наблюдается

интерференция? Какому условию должны удовлетворять эти источники?

Сформулируйте это условие.

2. Какое явление наблюдается на поверхности мыльных пузырей?

Кто и как объяснил это явление?

3. В чем заключается опыт Юнга? Каковы его итоги?

4. Какие препятствия световая волна способна огибать?

5. Какое явление наряду с интерференцией и дифракцией имело место в наблюда-

емых вами опытах? В чем это проявилось?