Дифракция сферической волны на диафрагме с фиксированным круглым отверстием

Цена: _______

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ   РФ

Московский государственный университет

путей сообщения.

 

         Кафедра  "Физика-1"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №93

Дифракция сферической волны

 на диафрагме с фиксированным

круглым отверстием

              Москва – 2001 г.

Контрольные вопросы

1.  Что называется дифракцией света?

2.  В чем состоит сущность метода зон Френеля?

3.  Выведите формулы для определения радиусов и площадей зон Френеля.

4.  Зависит ли площадь зон Френеля от номера зоны?

5.  Как зависит интенсивность света в точке Р от числа открытых зон Френеля?

6.  Как меняется дифракционная картина, если при неизменном a увеличивать расстояние b от отверстия до экрана?

7.  Каково соотношение между интенсивностями света в точке Р в случаях, когда отверстие открывает одну зону Френеля и при полностью открытом волновом фронте?

Список литературы.

1.  Савельев И.В. Курс общей физики: В 3х т. – М.: Наука, 1978. – Т. 2, гл. XVII, 125 – 126.

2.  Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976, гл. VIII, §33-38.

      Вывести диафрагму с отверстием из зоны луча, снять показания фотоприёмника I и занести в таблицу 1.

       Найти отношение I₁/I и сравнить с теоретическим значением. Объяснить наблюдаемую разницу.

       Вернуть диафрагму на то же место.

Задание 3.

Замерить расстояние a₁ и занести в таблицу 2. Поместить экран на место фотоприёмника.

Таблица 2.

m	am,   см.
	Экспериментальный	Теория
1
2
3
4
5

        Смещая диафрагму с отверстием в сторону источника, получить картины на экране, соответствующие 2, 3 и т.д. зонам Френеля. Измерить соответствующие расстояния a_m, измерив предварительно расстояние L от источника до экрана, и занести в таблицу 2. 

Рассчитать по формуле (4) значения  a_m   и внести в таблицу 2.

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ   РФ

Московский государственный университет

путей сообщения.

 

         Кафедра  "Физика-1"

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №93

Дифракция сферической волны

 на диафрагме с фиксированным круглым отверстием

Методические указания

Для самостоятельной работы студентов

 строительных и механических специальностей

по дисциплине "Физика" раздел "Оптика"

              Москва – 2001 г.

Лабораторная работа №93

Теоретическая часть

     Дифракция сферической волны на диафрагме с фиксированным круглым отверстием.

Рис. 1.

S – точечный источник,                  Э – экран,

Д – диафрагма с круглым отверстием.

Пусть в отверстии диафрагмы укладывается целое число m зон Френеля

                         (1)

При фиксированном расстоянии от источника S до экрана Э

                                                              (2)

изменять число зон Френеля m можно, изменяя расстояние aот источника S до диафрагмы Д. Тогда из решения уравнений (1) и (2) можно получить расстояния a_m, соответствующие случаю, когда в отверстии диафрагмы укладывается ровно m зон Френеля

                                                            (3)

    Удобно перемещать диафрагму в сторону источника (a_m<L/2),т.к. при этом наблюдаемая на экране дифракционная картина будет больше. Тогда в формуле (3) реализуется знак "-"  , т.е.                                              

                                                            (4)

Порядок выполнения работы.

Задание 1.

      Перемещая диафрагму в сторону источника, получить последовательно дифракционные картины, соответствующие  случаям, когда в отверстии диафрагмы укладывается одна, две и т.д. зоны Френеля. Зарисовать полученные картины.

Задание 2.

     Поставить диафрагму с отверстием на расстоянии a, равном половине расстояния от источника S до экрана Э.  На месте экрана разместить фотоприёмник так, чтобы центр дифракционного пятна приходился на центр фотоприёмника. Смещая диафрагму в сторону источника S, добиться максимума сигнала в фотоприёмнике I₁, что будет соответствовать одной открытой зоне Френеля. Снять показания и занести в таблицу 1.

 Таблица 1.