Друзья, привет! Вчера разбирали с учеником тему волновой оптики. Как всегда, на занятиях ориентир идет на практику. Наткнулись на довольно нетипичную задачу, поэтому сегодня я вам о ней расскажу. Разумеется, с решением. Если понравится, то дайте обратную связь. Погнали :)
Что такое интерференция?
Интерференция — это перераспределение интенсивности (мощности, переносимой волной/колебанием) в результате наложения (суперпозиция или векторная сумма) несколькоих электромагнитных волн (в том числе и видимых для нашего глаза световых волн). Данное явление характеризуется чередованием максимумов и минимумов интенсивности света. Последнее называется интерференционной картиной. Приведем пример интерференции в реальной жизни (мыльные пленки, лазеры, различные мелкие отверстия и условия, при которых приближенно создаются два когерентных источника излучения) Подробнее в вике.
Теперь перейдем к практике и рассмотрим решение задачи... Для начала попробуйте решить задачу самостоятельно.
Задача
Точечный источник А монохроматического света с длиной волны, равной 500 нм, расположен на расстоянии L = 50 см от экрана, а на расстоянии 1.5L от экрана находится параллельно экрану плоское зеркало (рисунок). Какой вид имеет интерференционная картина на экране? Темная или светлая интерференционная полоса проходит на расстоянии R = 2 мм от точки O ?
Рисунок
Решение:
Сделаем рисунок более подробным. В зеркале будет отражаться наш точечный источник света, что даст нам два когерентных точечных источника, свет (электромагнитные волны) от которых будут взаимодействовать и образовывать интерференционную картину. Картинка будет в виде колец с усиленными освещенностями.
Наш новый источник света A', который по сути будет являться изображением реального источника A, будет находиться на таком же расстоянии от поверхности зеркала, как и исходная лампочка, только слева от плоскости зеркала (смотри рисунок). Расстояние между источником и его изображением будет 0.5L + 0.5L = L = 50 см.
Углы, конечно же у нас малые, но все таки не равны между собой. От привычных задач, когда дифракционная решетка параллельна плоскости экрана, наша задача отличается тем, что в ней источники расположены на прямой, перпендикулярной экрану.
Найдем оптическую разность хода:
Условия максимума интерференции наблюдается в том случае, когда оптическая разность хода будет равна четному числу полуволн:
Из геометрии треугольника A’SO:
Из тригонометрии есть формула связи:
Подставляя в условия максимума получим:
У нас получилось, что на расстоянии R = 2 мм от точки O проходит полоса светлого кольца, ибо укладывается целое и четное количество полуволн. Интерференционная картина представляет собой кольца.
Нравится физика? Ещё разборы задач и мои статьи по физике:
Понравилась статья? Поставьте лайк, подпишитесь на канал! Вам не сложно, а мне очень приятно :)
Если Вам нужен репетитор по физике, математике или информатике/программированию, Вы можете написать мне или в мою группу Репетитор IT mentor в VK
Библиотека с книгами для физиков, математиков и программистов
Репетитор IT mentor в telegram
