upd
This commit is contained in:
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
@@ -1,10 +1,15 @@
|
||||
#show math.equation: set text(size: 16pt, weight: "light", top-edge: "ascender", bottom-edge: "descender")
|
||||
|
||||
|
||||
#set page(
|
||||
paper: "a4",
|
||||
margin: (x: 1.8cm, y: 1.5cm),
|
||||
)
|
||||
#set text(
|
||||
font: "New Computer Modern",
|
||||
size: 14pt
|
||||
size: 14pt,
|
||||
lang: "ru",
|
||||
weight: "light"
|
||||
)
|
||||
#set par(
|
||||
// first-line-indent: (
|
||||
@@ -44,7 +49,7 @@
|
||||
]
|
||||
]
|
||||
|
||||
#align(center)[= Рабочий протокол и отчет по \ лабораторной работе №4.02 \ \ Определение расстояния между двумя щелями интерференционным методом]
|
||||
#align(center)[#text(size: 20pt)[*Рабочий протокол и отчет по \ лабораторной работе №4.02 \ \ Определение расстояния между двумя щелями интерференционным методом*]]
|
||||
|
||||
#line(length: 100%)
|
||||
#line(length: 100%)
|
||||
@@ -57,6 +62,95 @@
|
||||
|
||||
Измерение координат минимумов интерференционной картины от двух щелей при изменении расстояния между объектом и экраном.
|
||||
|
||||
#align(center)[=== Контрольные вопросы]
|
||||
|
||||
// ---
|
||||
|
||||
*1. Что такое когерентность? Каким образом можно получить когерентные источники?*
|
||||
|
||||
Когерентность -- необходимое условие возникновения интерференции и определяется как постоянство разности фаз во времени. При этом такую согласованность невозможно получить от двух раздельных источников.
|
||||
|
||||
Для получения когерентных источников используют один источник света, излучение которого искусственно разделяют. Интерференционные схемы реализуются при наличии одного источника, свет от которого различными способами разделяется на два пучка, которые должны пройти различное расстояние до точки сложения. Существует два основных способа получения когерентных волн: схема, построенная на основе деления волнового фронта, и схема, построенная на методе деления амплитуды.
|
||||
|
||||
В случае деления волнового фронта складываются два участка одного волнового фронта, выделенных с помощью отверстий, зеркал, призм и т.д.
|
||||
|
||||
При делении амплитуды разделение излучения производится путем частичного отражения и частичного пропускания света на границе раздела двух сред с дальнейшим сложением этих частей, прошедших различные оптические пути.
|
||||
|
||||
// Классическим примером получения когерентных источников является опыт Юнга.
|
||||
|
||||
*2. Чем можно объяснить наличие максимума по центру интерференционной картины?*
|
||||
|
||||
В центральной точке экрана разность хода волн от двух щелей равна нулю, и волны складываются в фазе.
|
||||
|
||||
Волны проходят различные расстояния и имеют разность хода
|
||||
|
||||
$
|
||||
Delta = r_2 - r_1
|
||||
$
|
||||
|
||||
Для центральной точки интерференционной картины расстояния от обеих щелей одинаковы, поэтому $Delta = 0$. В этом случае выполняется условие максимума:
|
||||
|
||||
$
|
||||
Delta eq m lambda,
|
||||
$
|
||||
|
||||
где $m$ – целое число, то в точке $D$ наблюдается интерференционный максимум, поскольку излучение от двух щелей складывается в фазе.
|
||||
|
||||
При $m eq 0$ разность хода равна нулю, что и соответствует центральному максимуму интерференционной картины.
|
||||
|
||||
*3. Сформулируйте условия возникновения максимумов и минимумов при интерференции через разность хода.*
|
||||
|
||||
Интерференция обусловлена тем, что волны проходят различные расстояния и имеют разность хода
|
||||
|
||||
$
|
||||
Delta eq r_2 - r_1.
|
||||
$
|
||||
|
||||
Интерференционный максимум возникает, если разность хода равна целому числу длин волн:
|
||||
|
||||
$
|
||||
Delta eq m lambda
|
||||
$
|
||||
|
||||
Интерференционный минимум возникает, если разность хода равна полуцелому числу длин волн:
|
||||
|
||||
$
|
||||
Delta eq (m plus 1/2) lambda.
|
||||
$
|
||||
|
||||
*4. Сформулируйте условия возникновения максимумов и минимумов при интерференции через разность фаз.*
|
||||
|
||||
*5. Как изменится вид интерференционной картины в опыте Юнга при увеличении расстояния между щелями?*
|
||||
|
||||
Зависимость для ширины интерференционной полосы определяется по формуле:
|
||||
|
||||
$
|
||||
Delta x eq x_(m + 1) - x_m eq lambda/d dot L,
|
||||
$
|
||||
|
||||
где $d$ -- расстояние между щелями, $lambda$ -- , $L$ --
|
||||
Так как $d$ увеличивается, полосы сжимаются. $Delta x eq (lambda L, d)$.
|
||||
|
||||
6. Как изменится вид интерференционной картины в опыте Юнга при увеличении расстояния $L$ до экрана?
|
||||
|
||||
Так как $L$ увеличивается, полосы растягиваются. $Delta x eq (lambda L)/d$.
|
||||
|
||||
7. Что называется контрастом интерференционной картины?
|
||||
|
||||
Контраст -- степень различимости максимумов и минимумов. $C eq (I_max minus I_min) / (I_max plus I_min)$. Чем выше контраст, тем точнее и чище видна картинка.
|
||||
|
||||
8. Почему для наблюдения наиболее контрастной интерференционной картины необходимо равенство амплитуд складывающих волн?
|
||||
|
||||
Если амплитуды одинаковые, то максимумы максимально яркие, а минимумы максимально темные. Это дает наибольший контраст. Если амплитуды разные, минимумы будут заполняться остаточной интенсивностью и картинка будет не такой точной.
|
||||
|
||||
9. Как изменится вид интерференционной картины в опыте Юнга при изменении длины волны источника, с которымпроводится опыт?
|
||||
|
||||
Если $lambda$ увеличивается, то полосы расширяются. Если $lambda$ уменьшается, то полосы сужаются.
|
||||
|
||||
10. Как будет меняться интерференционная картина? Если первое отверстие в опыте Юнга постепенно делать больше?
|
||||
|
||||
Первое отверстие определяет размер области, играющей роль точечного источника. Если его увеличить, то оно перестанет быть квазиточечным и падает когерентность. Контраст интерференционной картины уменьшается. При слишком большом отверстии картина исчезает полностью.
|
||||
|
||||
#align(center)[=== Основные формулы]
|
||||
|
||||
#align(center)[
|
||||
@@ -223,44 +317,5 @@ $
|
||||
d eq (0.21 plus.minus 0.27) "мм"
|
||||
$
|
||||
|
||||
#align(center)[=== Контрольные вопросы]
|
||||
// #align(center)[=== Контрольные вопросы]
|
||||
|
||||
1. Что такое когерентность? Каким образом можно получить когерентные источники?
|
||||
|
||||
Когерентность -- это постоянство разности фаз между волнами. Когерентные источники получают разделением излучения одного источника на два пучка (щели Юнга, делители пучка и т.д.). Два разных независимых источника когерентности не дают.
|
||||
|
||||
2. Чем можно объяснить наличие максимума по центру интерференционной картины?
|
||||
|
||||
По центру разность хода = 0. Волны приходят в фазе и дают максимум интенсивности.
|
||||
|
||||
3. Сформулируйте условия возникновения максимумов и минимумов при интерференции через разность хода.
|
||||
|
||||
Разность хода -- $Delta$. Условие максимума: $Delta eq m lambda$. Условие минимума: $Delta eq (m plus 1/2) lambda$.
|
||||
|
||||
4. Сформулируйте условия возникновения максимумов и минимумов при интерференции через разность фаз.
|
||||
|
||||
Разность фаз -- $Delta phi$. Условие максимума: $Delta phi eq 2 pi m$. Условие минимума: $Delta phi eq (2 m plus 1) pi$.
|
||||
|
||||
5. Как изменится вид интерференционной картины в опыте Юнга при увеличении расстояния между щелями?
|
||||
|
||||
Так как $d$ увеличивается, полосы сжимаются. $Delta x eq (lambda L, d)$.
|
||||
|
||||
6. Как изменится вид интерференционной картины в опыте Юнга при увеличении расстояния $L$ до экрана?
|
||||
|
||||
Так как $L$ увеличивается, полосы растягиваются. $Delta x eq (lambda L)/d$.
|
||||
|
||||
7. Что называется контрастом интерференционной картины?
|
||||
|
||||
Контраст -- степень различимости максимумов и минимумов. $C eq (I_max minus I_min) / (I_max plus I_min)$. Чем выше контраст, тем точнее и чище видна картинка.
|
||||
|
||||
8. Почему для наблюдения наиболее контрастной интерференционной картины необходимо равенство амплитуд складывающих волн?
|
||||
|
||||
Если амплитуды одинаковые, то максимумы максимально яркие, а минимумы максимально темные. Это дает наибольший контраст. Если амплитуды разные, минимумы будут заполняться остаточной интенсивностью и картинка будет не такой точной.
|
||||
|
||||
9. Как изменится вид интерференционной картины в опыте Юнга при изменении длины волны источника, с которымпроводится опыт?
|
||||
|
||||
Если $lambda$ увеличивается, то полосы расширяются. Если $lambda$ уменьшается, то полосы сужаются.
|
||||
|
||||
10. Как будет меняться интерференционная картина? Если первое отверстие в опыте Юнга постепенно делать больше?
|
||||
|
||||
Первое отверстие определяет размер области, играющей роль точечного источника. Если его увеличить, то оно перестанет быть квазиточечным и падает когерентность. Контраст интерференционной картины уменьшается. При слишком большом отверстии картина исчезает полностью.
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user