Световые волны имеют длину волны 400 км - 760 км. В точке О волны любой длины усиливают друг друга, поэтому нулевой максимумы будут цветными, т.к. в каждом максимуме сначала усиливаются более короткие, а затем более длинные волны. Во всех максимумах, кроме нулевого, волны располагаются упорядочение, т.е. образуют спектр. Более короткие волны располагаются ближе к точке О. Волны различной длины вызывают ощущение цветности.
Красная область спектра 760 - 640 нм
Желтая и оранжевая 640 - 580 нм
Зеленая 580 - 495 нм
Синяя и голубая 495 - 440 нм
Фиолетовая 440 - 400 нм
Интерференция волн встречается в природе, она обусловливает, например, цвета тонких пленок (рис. 8).
На поверхности пленки луч разделяется. Часто световой волны отражается сразу, а другая часть уходит внутрь пленки и отражается от внутренней поверхности.
Если толщина пленки мала, то лучи идут друг за другом с некоторой разностью хода и при попадании, в глаз интерферируют. Цвет пленки зависит от ее толщины.
Широкое применение находит интерференция в измерительных приборах высокой степени точности - интерферометрах, (рис.9). Свет от источника падает на полупрозрачное зеркало С и разделяется. Один из лучей идёт к зеркалу А и, отразившись, попадает в трубу Т; другой проходит к зеркалу В и, отразившись, на обратном пути попадает в зрительную трубу, через которую наблюдают интерференционную картину, имеющую вид полос. При смещении одного из зеркал полосы перемещаются.
Интерферометр позволяет определять В смещение зеркала с точностью до 30 нм. Эталон длины метр определяется в настоящее время с помощью интерференционных методов с высокой степенью точностью.
Волны могут заходить за края непрозрачной преграды. Это явление называется дифракцией. Огибание волнами преграды хорошо наблюдается, если размеры преграды близки к длине волны (рис.10)
Если размеры преграды во много раз превышают длину волны, тогда эту преграду располагают на большом расстоянии от источника. Дифракция объясняется принципом Гюйгенса. Явление дифракции, как правило, сопровождается интерференцией. Рассмотрим дифракцию от двух отверстий (рис.11) Волны, идущие от отверстий -как от источников, будут когерентными, следовательно, при пересечении они будут интерферировать. Если на их пути поставить экран, то на нем возникнет типичная интерференционная картина (рис.12) Условия усилия волн ∆r = 2πλ/2 , а гашения ∆r = (2π+1) λ/2
Разность хода будет ∆r=dsinφ, поэтому условия усиления и гашения можно записать как:
d sinφ=2πλ/2 d sinφ=(2π+1)λ/2
Величину синуса угла можно найти как sinφ~b/1, а точное значение sinφ=b/√b2+1
Световые волны обладают дифракцией. Для наблюдения дифракции света на большом расстоянии размеры преграды d должны быть очень малы, сравнимы с длиной световой волны. Для усиления дифракционной картины берут не два отверстия, а большое количество, т.е. дифракционную решетку. Для этой цели на
стеклянной пластинке специальной делительной машиной наносится большое количество царапин - штрихов. Через просветы между штрихами свет хорошо проходит и интерферирует за решеткой. Густота решетки достигает до 6000 на 1 мм длины.
Расстояние между соседними просветами называется постоянной решетки d = 1/N×10 -3 м. С помощью дифракционной решетки легко измеряется длина световой волны исследуются спектры. Для наблюдения дифракции рентгеновских лучей используют кристаллы, кристаллическая решетка играет в этом случае роль дифракционной решетки.
|
|||||
|
|||||
|
|||||
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.