Теоретическое введение. Практическое занятие № 3

Практическое занятие № 3

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Теоретическое введение

Вопрос: В чем суть эффекта Доплера?

Ответ:

По принципу Доплера частота света, воспринимаемая регистрирующим прибором, связана с частотой , посылаемой источником света, соотношением:

,

где - скорость регистрирующего прибора относительно источника. Положительное значение скорости соответствует удалению источника света.

При формулу можно приближенно представить в виде:

.

Вопрос: Что такое интерференция?

Ответ:

Результат интерференции света в плоскопараллельных пластинках (в проходящем свете):

- усиление света

,

- ослабление света

,

где - толщина пластинки; - показатель преломления; - угол преломления; - длина волны света.

В отраженном свете условия усиления и ослабления света обратны условиям в проходящем свете.

Вопрос: Что такое кольца Ньютона?

Ответ:

Радиусы светлых колец Ньютона в проходящем свете:

,

радиусы темных колец:

,

где - радиус кривизны линзы. В отраженном свете расположение светлых и темных колец обратно их расположению в проходящем свете.

Вопрос: Что такое дифракция?

Ответ:

Положение минимумов освещенности при дифракции от щели, на которую нормально падает пучок параллельных лучей, определяется условием:

,

где - ширина щели, - угол дифракции; - длина волны падающего света.

В дифракционной решетке максимумы света наблюдаются в направлениях, составляющих с нормалью к решетке угол , удовлетворяющий соотношению (при условии, что свет падает на решетку нормально):

,

где - постоянная решетки, - порядок спектра.

Постоянная решетки определяется выражением:

,

где - число щелей решетки, приходящееся на единицу длины решетки.

Разрешающая способность дифракционной решетки определяется формулой

,

где - общее число щелей решетки; и - длины волн двух близких спектральных линий, еще разрешаемых решеткой.

Угловая дисперсия дифракционной решетки – это величина .

Линейная дисперсия дифракционной решетки:

,

где - фокусное расстояние линзы, проектирующей спектр на экран.

Закон Брюстера

.

Вопрос: Какое явление описывает закон Брюстера?

Ответ:

Задачи для разбора в аудитории

3.1 Какая разность потенциалов приложена между электродами гелиевой разрядной трубки, если при наблюдении вдоль пучка - частиц максимальное доплеровское смещение линии гелия ( =492,2 нм) получилось равным =0,8 нм?

3.2 Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом длиной волны 600 нм, падающим по нормали к поверхности пластинки. Найти толщину воздушного слоя между линзой и стеклянной пластинкой в том месте, где наблюдается четвертое темное кольцо в отраженном свете.

3.3 Пучок белого света падает нормально к поверхности стеклянной пластинки толщиной 0,4 мкм. Показатель преломления стекла 1,5. Какие длины волн, лежащие в пределах видимого спектра (от 400 до 700 нм) усиливаются в отраженном свете?

3.4 На щель шириной 2 мкм падает нормально параллельный пучок монохроматического света ( =589 нм). Под каким углами будут наблюдаться дифракционные минимумы света?

3.5 Пучок плоскополяризованного света ( =589 нм) падает на пластинку исландского шпата перпендикулярно к его оптической оси. Найти длины волн обыкновенного и необыкновенного лучей в кристалле, если показатели преломления исландского шпата для обыкновенного и необыкновенного лучей равны 1,66 и 1,49 соответственно.