Слайд 1Тема урока
«Дифракция света»
Цель урока: ознакомить учащихся с явлением дифракции и
условиями ее наблюдения.
ГБОУ СОШ№1877 «Люблино»
Учитель физики Л. Н. Молочко
Слайд 2Повторение темы «Интерференция света»
Что такое интерференция?
Что представляют собой когерентные волны?
Что
представляют собой кольца Ньютона?
Опишите опыт Юнга.
Сформулируйте условия интерференционного максимума и минимума.
Что представляют собой интерференционная картина от источника белого света? монохроматического света?
Применение интерференции.
№1087,1091
Слайд 3 Интерференционные картины белого и монохроматического света
Слайд 4Интерференция света на примере опыта Юнга
Опыт демонстрирует принцип Гюйгенса-Френеля:
каждая точка волнового фронта
сама является источником сферических волн, причем все вторичные источники когерентны, и волновой фронт в следующий момент времени является следствием интерференции волн от этих точечных источников.
Слайд 5
Наблюдение дифракции в повседневной жизни.
Волны в воде без проблем огибают небольшие
камни,
звуковые волны, огибают деревья.
радиоволны огибают такие препятствия.
Слайд 6 Дифракция света-
явление огибания границ непрозрачных тел (краев отверстий, узких щелей ,
экранов)
Свет при определенных условиях может заходить в область геометрической тени.
Решить задачу дифракции – значит найти распространение интенсивности света за объектом, в зависимости от формы и размеров этого объекта.
В опыте Юнга одновременно наблюдаются явления интерференции и дифракции.
Слайд 7Если на пути параллельного светового пучка расположено круглое препятствие (круглый диск,
шарик или круглое отверстие в непрозрачном экране), размеры которого соизмеримы с длиной световой волны, то свет огибает края этого тела.
На экране появляется дифракционная картина– система чередующихся светлых и темных колец.
Если препятствие имеет линейный характер (щель, нить, край экрана), то на экране возникает система параллельных дифракционных полос.
Слайд 8Дифракционные картины от различных препятствий
Дифракция от тонкой проволоки
Дифракция от круглого отверстия
Дифракция
от круглого шарика
Слайд 9
Принцип Гюйгенса-Френеля дает объяснение явлению дифракции:
1. Вторичные волны, исходя из точек
одного и того же волнового фронта (волновой фронт – это множество точек, до которых дошло колебание в данный момент времени) , когерентны, т.к. все точки фронта колеблются с одной и той же частотой и в одной и той же фазе;
2. вторичные волны, являясь когерентными, интерферируют.
Слайд 10
Дифракция накладывает предел на разрешающую способность оптических приборов:
в микроскопе при наблюдении
очень мелких предметов изображение получается размытым;
в телескопе при наблюдении звезд вместо изображения точки получаем систему светлых и темных полос.
Слайд 11Границы применимости геометрической оптики
Закон прямолинейного распространения света выполняется точно лишь в
том случае, если размеры препятствий на пути распространения света много больше длины световой волны.
Слайд 12 Дифракционная решетка - оптический прибор, представляет собой совокупность большого числа
очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками, служит для разложения света в спектр и измерения длины волны.
Обычно дифракционные решетки делают, нанося непрозрачные штрихи на стеклянную пластинку.
В хороших дифракционных решетках число полос достигает нескольких тысяч на 1 мм.
Слайд 14Теория дифракционной решетки
Период дифракционной решетки d=a+b
N-число штрихов на единицу длины
решетки
φ- угол распространения волн
Если на АС укладывается целое число длин волн, выполняется условие max:
Слайд 15Дифракционные решетки - расческа, ресницы, лазерные диски
Слайд 16Решить задачи
№1.Какое число штрихов N на единицу длины имеет дифракционная решетка, если зеленая
линия ртути (λ = 546,1 нм) в спектре первого порядка наблюдается под углом φ = 19°8/?
№2.На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Для того чтобы увидеть красную линию (λ = 700 нм) в спектре второго порядка, зрительную трубу пришлось установить под углом φ = 30° к оси коллиматора. Найдите постоянную d дифракционной решетки. Какое число N штрихов нанесено на единицу длины этой решетки?
№3.На дифракционную решетку нормально падает пучок монохроматического света. Максимум третьего порядка наблюдается под углом φ = 36°48/ к нормали. Найдите постоянную d решетки, выраженную в длинах волн падающего света.
Слайд 17Задача №1.Какое число штрихов N на единицу длины имеет дифракционная решетка, если зеленая
линия ртути (λ = 546,1 нм) в спектре первого порядка наблюдается под углом φ = 19°8/?
Решение.
Запишем формулу дифракционной решетки
dsinφ = kλ.
Поскольку число штрихов N, приходящихся на единицу длины решетки, и период решетки d связаны соотношением
N = 1/d, то sinφ/N = kλ,
откуда
N = sinφ/(kλ) = 600 мм−1.
Слайд 18Задача№2.На дифракционную решетку нормально падает пучок света. Для того чтобы увидеть
красную линию (λ = 700 нм) в спектре второго порядка, зрительную трубу пришлось установить под углом φ = 30° к оси коллиматора. Найдите постоянную d дифракционной решетки. Какое число N штрихов нанесено на единицу длины этой решетки?
Решение:
Согласно формуле дифракционной решетки
dsinφ = kλ.
По условию k = 2, следовательно,
d = 2λ/sinφ = 2,8•10−6 м.
Число штрихов N, приходящихся на единицу длины решетки, связано с периодом решетки d соотношением
N= 1/d,
Откуда
N = 3,57•105 м−1.
Слайд 19Задача №3.На дифракционную решетку нормально падает пучок монохроматического света. Максимум третьего
порядка наблюдается под углом φ = 36°48/ к нормали. Найдите постоянную d решетки, выраженную в длинах волн падающего света.
Решение.
По формуле дифракционной решетки
dsinφ = kλ,
откуда
d/λ = 3/sinφ = 5.
То есть
d = 5λ.
Слайд 20Домашнее задание
§71,72 №1099-1103
Повторить темы «Дисперсия», «Интерференция»