Главная страница
Навигация по странице:

  • 2 Основные расчетные формулы

  • 2 Расчетная часть

  • Ответ

    		•

    ргз по интерференции. 1 Теоретическая часть 1 Физические явления и законы


    Скачать 130.17 Kb.
    Название1 Теоретическая часть 1 Физические явления и законы
    Анкорргз по интерференции
    Дата11.05.2022
    Размер130.17 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаRGZ_Interferentsia.docx
    ТипЗакон
    #523292

    1 Теоретическая часть

    1 Физические явления и законы

    Свет (исходя из волновой теории) – это электромагнитная волна, от длины которой зависит цвет видимого человеческим глазом света.

    Интерференцией называется взаимодействие волн, приходящих в одну область пространства, сопровождающееся устойчивым во времени взаимном усилении колебаний в одних точках среды и ослаблении в других.

    Для наблюдения интерференции взаимодействующие волны должны быть когерентными

    Когерентными называются волны, имеющие одинаковую частоту, одинаковое направление колебаний и не меняющуюся во времени разность фаз в данной точке пространства.

    В опыте Юнга свет сквозь узкую щель падает на две узкие равноудаленные щели, световые волны от которых являются когерентными. На экране наблюдается интерференционная картина (рис. 1).



    Рис. 1 ­– Опыт Юнга

    – источники;

    – разность хода;

    d– расстояние между источниками;

    l – расстояние от источника до экрана;

    – расстояние от центра интерференционной картины до полосы m– порядка.

    2 Основные расчетные формулы

    Если два световых луча имеют общие начальную и конечные точки, то разность оптических длин путей таких лучей называют оптической разностью хода:



    где – оптические длины путей интерферирующих волн,,  – длина волны падающего света; к – номер светлой полосы

    Условие максимума интерференции:



    где – порядок максимума; λ – длина волны света, (м).

    Координата максимума -го порядка:



    Ширина интерференционной полосы (расстояние между двумя максимумами):



    где – координата следующего максимума интерференции; – координата максимума -го порядка.



    2 Расчетная часть

    1 Задание и исходные данные

    В опыте Юнга расстояние между отверстиями равно , длина волны света . На расстоянии от отверстий расположен экран. Найти ширину интерференционной полосы . Построить графики зависимости ширины интерференционной полосы от расстояния от источника до экрана в диапазоне от 1 м до 6 м и графики зависимости ширины интерференционной полосы от расстояния между источниками в диапазоне 0,1 мм до 1,5 мм.

    Исходные данные :

    • ;-расстояние между двумя когерентными источниками

    • ;-расстояние до экрана

    • .-длина волны

    2 Расчет

    Изобразим рисунок, описывающий задачу:



    где О – нулевой максимум;

    – геометрические пути;

    x – расстояние от О до максимума m-ого порядка.

    1) Примем, что интерференция происходит в воздухе,а значит показатель преломления n=1.

    2) Оптическая разность хода лучей, испускаемых источниками :

    , (1)

    где – оптические длины путей:

    ; (1.1)

    ; (1.2)

    Подставив выражения (1.1) и (1.2) в (1), получаем:

    . (2)

    3) Рассмотрим прямоугольные треугольники (см рисунок)

    По теореме Пифагора :

    ; (3.1)

    ; (3.2)







    ; (3)

    4) Условие максимума интерференции:

    (4)

    Подставим (4) в (2):

    (5)

    Так как угол между геометрическими путями , то .Тогда

    ; (5.1)

    5)



    . (6)

    6) Ширина интерференционной полосы:

    ; (7)

    7) Из вышесказанного



    8) Посчитаем

    (8)

    9)Подставляем в конечную формулу исходные данные



    Ответ:

    3 Графики

    d, мм
    L, мм
    λ, мм
    ΔX, мм

    0,1
    4000
    0,0005
    20

    0,2






    10

    0,3






    6,666667

    0,4






    5

    0,5






    4

    0,6






    3,333333

    0,7






    2,857143

    0,8






    2,5

    0,9






    2,222222

    1






    2

    1,1






    1,818182

    1,2






    1,666667

    1,3






    1,538462

    1,4






    1,428571

    1,5






    1,333333



    Δx,mm
    d,mm
    L,mm
    λ,mm

    12,4
    0,1
    3100
    0,0004

    6,2
    0,2
     
     

    4,133333
    0,3
     
     

    3,1
    0,4
     
     

    2,48
    0,5
     
     

    2,066667
    0,6
     
     

    1,771429
    0,7
     
     

    1,55
    0,8
     
     

    1,377778
    0,9
     
     

    1,24
    1
     
     

    1,127273
    1,1
     
     

    1,033333
    1,2
     
     

    0,953846
    1,3
     
     

    0,885714
    1,4
     
     

    0,826667
    1,5
     
     



    2.4 Вывод

    В результате выполнения расчетно-графического задания была рассчитана ширина интерференционной полосы равная 12,4 мм, а также построены графики зависимостей ширины интерференционной полосы от расстояния от источника до экрана; от расстояния между источниками света.В первом случае зависимость линейная,а во втором похожа на ветвь гиперболы.

    написать администратору сайта