11 класс. Дифракция света. Дифракционная решетка.

Дифракция света

На улице из-за угла мы хорошо слышим, что едет автомобиль, хотя не видим его. Таким образом, звуковые волны достигают нашего уха, "заворачивая за угол"!

Явление огибания волнами препятствий получило название дифракции. Для проявления дифракции размеры препятствий должны быть меньше или сравнимы с длиной волны. Поэтому в примере с машиной звук "завернул за угол", а свет - нет.

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа равноотстоящих щелей, нанесенных на стеклянной или металлической поверхности.

Период решетки d - это сумма ширины щели b и расстояния между щелями a.

Дифракция света на щели

Рассмотрим дифракцию света на щели. Предположим, что на щель шириной b падает волна и с помощью линзы собирается на экране. Лучи, пройдя через узкую щель, распространяются по всем направлениям за ней. Электромагнитные волны, проходящие различные участки щели, интерферируют между собой. На экране наблюдаются максимумы и минимумы освещенности.

Если разность хода для крайних лучей, идущих от верхнего и нижнего краев щели, составляет целое число длин волн, то, интерферируя, такие лучи гасят друг друга. Если нечетное число полуволн, то волны усиливают друг друга, наблюдается максимум.

Принцип Гюйгенса-Френеля

Каждый элемент поверхности, которой достигла в данный момент волна, является источником вторичных волн, распространяющихся в первоначальном направлении со скоростью исходной волны.

Все вторичные источники, расположенные на поверхности фронта волны, когерентны между собой. Согласно Френелю дифракция есть интерференция вторичных волн.

Домашнее задание: Прочитать теорию. Просмотреть по желанию интерактивное видеопособие и презентацию. Записать в тетрадь краткий конспект темы.

Решить задачи:
1. Дифракционная решетка имеет щели в количестве 200 на длине 1 мм. Определите период (мкм) решетки
2. На дифракционную решетку перпендикулярно к ее поверхности падает свет. На экране получается устойчивая дифракционная картина. Первый дифракционный максимум отклонен от перпендикуляра к решетке на угол 30⁰. Период дифракционной решетки 10^-5м. Чему равна длина волны (мкм) света, падающего на решетку?

Интерактивные пособия.

1. Презентация: "Дифракция света. Дифракционная решетка"

2. Учебное видео: Дифракция света. Дифракционная решетка.

3. Видеоурок: "Дифракиця света. Дифракционная решетка"

4. Видеоурок: "Решение задач по теме "Дифракционная решетка"