Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
первым комком пластилина или какой иибудь невысыхающей замазки так, чтобы
можно было регулировать относительное положение стекол Добейтесь такого
их положения, чтобы расстояние между щелью и ее изображением было как
можно меньше, скажем 0,5 мм Сделайте это, когда все устройство находится
на расстоянии ~30 см от глаз, чтобы вы могли сфокусировать глаза иа
"двойной" щели, когда вы держите ее около яркого источника Получив таким
образом хорошую двойную щель, поместите ее перед глазом и сфокусируйте
глаз иа большое расстояние (т е иа источник света) Заметьте три или
четыре "черные полосы", параллельные "двойной когерентной щели" Это места
деструктивной интерференции (нулевая интенсивность) между пучком света от
реальной щели и пучком от ее изображения Изображение щели всегда
полностью когерентно реальной щели (Почему?) Благодаря изменению фазы при
отражении потоки от щели и от ее изображения сдвинуты по фазе на 180°
Ответьте иа следующие вопросы (исходя из опыта и теории) будут ли "яркие"
линии так же ярки, как яркий фон, который вы видите с одной щелью? ярче?
темнее?
9.22. Опыт Зажим для бумаг и зеркало Ллойда (См опыт 9 21 ) Зажим для
бумаг, освещенный лампой, является узким линейным источником света.
Поместите параллельно щели предметное стекло микроскопа, используя его
как зеркало (см опыт 9 21) Получив хорошую "когерентную двойную щель" с
расстоянием между щелями ¦-0,5 мм, поднесите ее к глазу и постарайтесь
рассмотреть темные интерференционные полосы, о которых говорилось в опыте
9 21 Этот опыт требует больших усилий, чем опыт 9 21 Падение света на
зеркало должно быть возможно более скользящим, а источник света ие должен
ослеплять
9.23. Опыт Двухмерная дифракционная картина
а) Посмотрите иа удаленный источник уличного света через обычную оконную
штору Поверните ее так, чтобы проекция расстояния между нитями материи
была возможно меньшей Как далеко должна находиться лампа диаметром 20 см
(с матовой поверхностью), чтобы дать когерентное освещение двух соседних
нитей экрана?
б) Посмотрите на уличный фонарь или на точечный источник (лампа
карманного фонаря, см опыт 9 9) через различные материалы шелковый
носовой платок, нейлоновые носки, зонтик и т д
в) Посмотрите иа точечный источник света через две дифракционные решетки.
Поворачивайте одну из них до тех пор, пока щели обеих решеток ие станут
перпендикулярны друг другу Заметьте появление нескольких ярких "точек"
под углом в 45° к двум взаимно перпендикулярным спектрам Это новое
явление, которое нельзя объяснить простым наложением интенсивностей от
двух решеток Оно возникло от суперпозиции амплитуд света, рассеянного
обеими решетками Объясните с помощью схемы происхождение этих
дополнительных "точек" Дифракционная картина от двух скрещенных решеток
аналогична дифракционной картине при отражении рентгеновских лучей от
одиночного кристалла
467
9.24. Опыт. Дифракционная решетка и полоса пропускания фильтров.
Воспользуйтесь дифракционной решеткой для измерения длцны волны красного
и зеленого света, проходящего через ваши фильтры. Поместитеточечный или
линейный источник вблизи стены (или двери) и сделайте на ней метку на
расстоянии 30 см от источника. Смотрите на источник через решетку, держа
фильтр перед решеткой (или перед источником). Придвигайтесь и удаляйтесь
от источника, пока интересующий вас цвет не покажется совпавшим с меткой
на стене или двери. Измерьте расстояния и вычислите длину волны. Этот
опыт дает возможность прокалибровать ваши фильтры. Запомните результат.
(Теперь с помощью фильтров и решетки вы сможете, не прибегая к
геометрическим измерениям, определить длину волны для других цветов.)
9.25. Опыт. Спектральные линии. Наберите немного соли на мокрую
поверхность ножа (или ложки, или гвоздя и т. п.) и поместите нож в пламя
газовой горелки. Смотрите на желтое пламя через решетку (этот опыт лучше
делать ночью в темной кухне). Заметьте, что изображение желтого пламени в
первом н более высоких порядках оказывается столь же резким и ясным, как
и "прямое" изображение нулевого порядка. Это объясняется тем, что желтый
цвет образован спектральной "линией", ширина которой очень мала. (В
действительности желтый цвет натрия представляет собой "дублет" из двух
линий с длинами волн 5890 н 5896 А.) Теперь посмотрите на пламя свечи. В
нулевом порядке ее пламя мало отличается от пламени натрия: они оба
кажутся желтыми. Но уже в дифракционном изображении первого порядка пламя
свечи сильно размыто, тогда как спектр натрия сохраняет свою резкость.
"Желтизна" свечи, обязанная излучению атомов углерода, имеет спектр,
распространяющийся в обе стороны от видимого спектра.
Мы перечислим некоторые источники света, дающие резкие спектральные
линии. Советуем понаблюдать за ними с помощью решетки.
Пары ртути: флюоресцентные лампы, лампы уличного света, лампы дневного
света.
Неон: трубки, используемые для рекламы. Неон дает большое число линий.
