Застосування інтерференції світла. Розв’язування задач
2-й семестр
ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
5. Хвильова й квантова оптика
УРОК 10/68
Тема. Застосування інтерференції світла. Розв’язування задач
Мета уроку: ознайомити учнів з деякими способами практичного застосування інтерференції.
Тип уроку: урок закріплення знань.
ПЛАН УРОКУ
Контроль знань | 4 хв. | 1. Інтерференція світла. 2. Когерентні хвилі й когерентні джерела. 3. Умови максимуму й мінімуму інтерференційної картини. |
Демонстрації | 5 | Відео-фрагменти фільму “Інтерференція світла”. |
Вивчення нового матеріалу | 26 хв. | 1. Застосування інтерференції. 2. Розв’язування задач. |
Закріплення вивченого матеріалу | 10 хв. | 1. Якісні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі. |
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Застосування інтерференції
Явище інтерференції світла має різноманітне практичне застосування. Використовуючи це явище, можна точно визначати довжини світлових хвиль, вимірювати показники заломлення газів й інших речовин, з’ясовувати точні
Об’єктиви й окуляри сучасних оптичних приладів містять по кілька лінз. Отже, світло має пройти хоча б десяток границь розділу повітря-скло. А на кожній такій границі світло частково відбивається. Це не тільки призводить до ослаблення інтенсивності світла, але й утворює внаслідок багатьох відбиттів додаткові світлові плями, які погіршують якість зображення.
Український фізик А. Т. Смакула знайшов ефективний спосіб: послабити відбиття можна, якщо одну відбиту світлову хвилю замінити двома! Для цього необхідно на поверхню скла нанести тонку плівку такої товщини, щоб відбиті від двох її поверхонь світлові хвилі послабляли одна одну.
Далі наведемо деякі приклади застосування інтерференції. Особливу увагу слід звернути на фізичні принципи, що лежать в основі технічних додатків цього явища.
Рекомендовано розглянути (на вибір учителя) деякі з наведених тут прикладів:
1). Інтерферометри.
2). Просвітління оптики.
3). Перевірка якості обробки поверхонь.
4). Надточне визначення розмірів.
5). Визначення довжин світлових хвиль.
6). Визначення еталона 1 м у довжинах світлових хвиль.
2. Розв’язування задач
1). Визначте товщину плівки на поверхні лінзи, якщо плівка розрахована на максимальне гасіння світлової хвилі довжиною 555 нм. Абсолютний показник заломлення плівки 1,231.
Розв’язання. Хвилі, відбиті від зовнішньої й внутрішньої поверхонь плівки, повинні гасити одна одну, тому різниця їхнього ходу відповідає умові мінімуму: 
Оскільки в процесі просвітління оптики намагаються використати найбільш тонкі плівки, то найменша товщина плівки відповідає умові: ?dmin = ?/2.
Довжина хвилі в плівці менше, ніж довжина хвилі у вакуумі в n разів: ? = ?0/n.
Плівки розраховують для нормально падаючого світла, тому різниця ходу дорівнює подвоєній товщині плівки: ?dmin = 2h. Остаточно одержуємо:
Підставивши числові значення, одержуємо, що товщина плівки дорівнює 113 нм.
2). На плоскій полірованій поверхні скла лежить полірована скляна пластинка. Коли під правий край пластинки підклали фольгу, у відбитому світлі одержали показану на рисунку інтерференційну картину. Визначте товщину фольги, якщо довжина світлової хвилі? = 650 нм.
Розв’язання. Інтерференційні смуги з’явилися тому, що різниця ходу двох відбитих пучків світла відрізняється в різних місцях пластинки (товщина повітряного зазору збільшується від нуля до максимального значення h).
Дві сусідні темні смуги відповідають місцям, де різниця ходу відрізняється на довжину хвилі (отже, товщина повітряного зазору – на?/2). З огляду на кількість темних смуг на рисунку в умові задачі, одержуємо h = 8 – ?/2 = 4? = 2,6 мкм.
3). У деяку точку простору приходять когерентні світлові хвилі з геометричною різницею ходу 1,2 мкм. Довжина хвиль у вакуумі 600 нм. Визначте, посилення чи ослаблення світла відбувається в точці, якщо світло поширюється: у вакуумі, у повітрі, у воді.
4). Частота когерентних світлових хвиль від двох джерел A і B дорівнює 6 – 1014 Гц. Який результат інтерференції світла в точці відрізка AB, що віддалений на 0,25 мкм від середини цього відрізка?
Домашнє завдання
1. Підр-1: § 44 (п. 5, 6); підр-2: § 21 (п. 1).
2. Зб.:
Рів1 № 14.13; 14.27.
Рів2 № 14.36; 14.37; 14.38.
Рів3 № 14.48, 14.49; 14.50; 14.51.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...