Исследование явлений дифракции света с помощью узкой щели

                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа по физике на тему

«Исследование явлений дифракции света с помощью узкой щели »

 

 

 

                     

 

 

                                                                                    

 

 

                                                                                      

 

                                                                                        Выполнила студентка 15 группы   

                                                                                Белякова Анастасия

 

 

 

 

 

          Тема: «Исследование явлений дифракции света с помощью узкой щели »

 

Цель работы: Исследовать и изучить явление дифракции света с помощью узкой щели. И изготовить устройство, позволяющее наблюдать явления дифракции света.

 

В ходе исследования передо мной стояли следующие задачи:

 

1.Изучение темы «Явления дифракции света».

 

2.Определение устройства, позволяющего наблюдать световые явления.

 

3. Изготовление данного устройства.

 

4.Проведение опыта по дифракции света при помощи изготовленного устройства. 

5.Зафиксирование опыта  с помощью рисунка.

 

Приборы: картон, лезвия

 

Ход работы:

 

                                                                  Введение

 

Дифракцией (рис.1) называется совокупность явлений, наблюдаемых при прохождении света в среде с резкими неоднородностями (малыми отверстиями, непрозрачными экранами и т.п.) и связанных с отклонениями от прямолинейности распространения. Дифракция приводит к огибанию световыми волнами препятствий, проникновению света в область геометрической тени. Отклонение света от прямолинейности распространения можно объяснить с помощью принципа Френеля. Согласно этому принципу каждая точка, до которой доходит волна, служит источником вторичных элементарных сферических волн, а их огибающая определяет положение волнового фронта (поверхность, отделяющая часть пространства, вовлеченную в волновой процесс, от области в которой колебания еще не возникли) в следующий момент времени. Эти источники когерентны (колебания всех точек волнового фронта происходят с одинаковой частотой и в одинаковой фазе), волны, исходящие из них, также когерентны и интерферируют при наложении.

 

Следует отметить, что между двумя характерными волновыми явлениями – дифракцией и интерференцией – нет существенного физического различия. Оба явления в случае световых волн заключаются в перераспределении светового потока в результате сложения волн. Только по историческим причинам перераспределение интенсивности, возникающее в результате сложения волн, возбуждаемых конечным числом дискретных источников, принято называть интерференцией волн. А перераспределение интенсивности, возникающее вследствие сложения волн, возбуждаемых когерентными источниками, расположенными непрерывно, принято называть дифракцией волн.

Различают два вида дифракции. Если лучи, падающие на препятствие или отверстие, образуют практически параллельные пучки, говорят о дифракции в параллельных лучах или дифракции Фраунгофера. В ином случае – о дифракции Френеля.

 

 

 

 

 

                                                                  

                                                            

 

 

 

 

 

 

Рис.1

                                                           

                                                          Изготовление щели

                         для наблюдения дифракции световых волн.

 
Узкая щель для наблюдения дифракции изготовлена из полотен лезвий.  На самоклеющуюся плёнку с прямоугольным отверстием крепятся половинки лезвий, режущей частью друг к другу. Плёнка, с закрепленными на ней лезвиями, наклеивается на пластиковое основание с прямоугольным отверстием тех же размеров, что и отверстие на плёнке. Смотря сквозь эту щель на свет, мы видим

мутно-темные лучи поверх изображения, это и есть такое световое явление как, явление дифракции света. Вы можете увидеть это на рисунке  (рис.2)

 

  

 

 

 

 

 

                                                                          

 

 

 

 

                                                                

                                                                   Рис.2

 

 

ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЁТКА (рис .3)– оптический элемент, представляющий собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (канавок, щелей, выступов), нанесённых тем или иным способом на плоскую или вогнутую оптическую поверхность. Дифракционная решетка используется в спектральных приборах в качестве диспергирующей системы для пространственного разложения электромагнитного излучения в спектр. Фронт световой волны, падающей на дифракционную решетку разбивается её штрихами на отдельные когерентные пучки, которые претерпев дифракцию на штрихах, интерферируют, образуя результирующее пространственное распределение интенсивности света - спектр излучения.

Существуют отражательные и прозрачные дифракционные решетки. На первых штрихи нанесены на зеркальную (металлическую) поверхность, и результирующая интерференционная картина образуется в отражённом от решётки свете. На вторых штрихи нанесены на прозрачную (стеклянную) поверхность, и интерференционная картина образуется в проходящем свете.

Если штрихи нанесены на плоскую поверхность, то такие дифракционные решетки называются плоскими, если на вогнутую - вогнутыми. В современных спектральных приборах используются как плоские, так и вогнутые дифракционные решетки.

 

                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

 

                                     Рис.3

 

Вывод:

×Я изучила тему «Явление дифракции света »

×Изготовила устройство для проведения опыта по дифракции света и провела опыт

×Исследовала и изучила явление дифракции света с помощью узкой щели (т.е. данного опыта).