Волны - Крауфорд Ф.
Скачать (прямая ссылка):
быть практически размазана и на фоне света от источника ее будет трудно
рассмотреть. Глаз является весьма чувствительным детектором контрастов,
и, возможно, вам удастся кое-что увидеть. Рассмотрите другие препятствия,
например острие ножа, отверстия в алюминиевой фольге и т. п.
9.33. Опыт. Скотчлайт. Достаньте кусок красной ленты скотчлайта. Ее
применяют для декораций, для устройства отражателей, связанных с техникой
безопасности,' для освещения пузырьковых камер и т. п. Рассмотрите ее
поверхность через увеличительное стекло. Укрепите полоску скотчлайта на
стене и направьте на нее свет карманного фонаря. Держите фонарь вблизи
носа, чтобы наблюдать свет, отраженный под углами, близкими к 180°.
Отодвиньте фонарь в сторону, но так, чтобы пучок света еще остался на
скотчлайте. Этим методом вы можете оценить угловую ширину пучка света,
отраженного от скотчлайта. Почему вообще отражен-
470
ный пучок имеет конечную ширину, т. е. почему отражение ие происходит
точно на 180°?
9.34. Когерентность и поляризация. Свет неполяризоваиного источника
проходит через поляроид, ось которого составляет 45° с осями х и у, и
падает на экран с двойной щелью. Каждая щель покрыта поляроидом, ось
которого направлена для одной щели по оси х, а для другой - по оси у.
а) Вы смотрите невооруженным глазом на интерференционную картину. Видите
ли вы обычную картину дифракции от двух щелей? Что вы ожидаете увидеть?
б) Вы смотрите на интерференционную картину, держа у глаз поляроид. Что
вы должны увидеть? Что будет происходить при вращении поляроида?
в) Вы смотрите на интерференционную картину через круговой поляризатор.
Что вы увидите?
Эта задача имеет много интересных вариантов.
1. Поместите у щелей левый и правый поляризаторы и повторите
рассмотренные выше мысленные опыты.
2. Поместите сразу за щелями пластинки и 1/2Х и т. д.
9.35. Интерферометр с двойной щелью. Одна щель покрыта предметным стеклом
толщиной 1 мм, .другая щель открыта. Покажите, что монохроматический свет
с длиной волны 5000 А, проходящий через первую щель, испытывает
запаздывание относительно непокрытой щели, близкое к 1000 длин волн. Если
при этом дифракционная картина не размазана, светив высокой степени
монохроматичен. Сколь узкой должна быть полоса частот (в А), чтобы
относительный сдвиг фаз от двух щелей менялся меньше чем на 180° от
одного края полосы частот до другого? Можете ли вы использовать этот факт
для измерения ширины спектральной линии? (Что следует измерить, какой
график построить и как из этого графика получить ширину полосы?)
9.36. Опыт. Очень маленькое отверстие как увеличитель. Получите формулу
для увеличения, которое дает небольшое отверстие. Проверьте ее следующим
образом. На одном куске бумаги нанесите две метки на расстоянии 2 см друг
от друга, а на другом - две метки на расстоянии 2 мм. К одному глазу
поднесите экран с отверстием. Оба куска бумаги удобнее всего осветить
сзади. Смотрите на 2-мм метки через отверстие, а иа 2-см метки -
невооруженным глазом. Приближая бумагу с 2-мм метками, добейтесь того,
чтобы их изображение в одном глазу совместилось с изображением 2-см меток
в другом. Измерьте соответствующие расстояния.
9.37. Опыт. Шарики. Возьмите стеклянные шарики. Их можно использовать в
качестве микроскопа Ливеигука. Поместите точечный источник света на
расстоянии метра и сфокусируйте его с пдаощью шарика в "точку". На каком
расстоянии от шарика находится фокус? Чему равен показатель преломления
стекла? (Чтобы проверить эту величину, посмотрите, согласуется ли
измеренное вами фокусное расстояние с результатом, полученным в п. 9.7,
если предположить, что л-1,5.) Посмотрите через шарик на небольшой
предмет. Используя метод, описанный в опыте 9.36, измерьте увеличение
шарика.
9.38. Плоско-выпуклая линза. Это линза - плоская с одной стороны и
обладающая сферической (или цилиндрической) поверхностью - с другой.
Получите выражение для положения фокальной плоскости такой линзы, если
свет падает на ее плоскую поверхность.
9.39. Опыт. Измерение показателя преломления жидкости. Возьмите пустую
стеклянную бутылку. Подойдет также баллон от лампы накаливания. Наполним
бутылку доверху прозрачной жидкостью. Мы получим толстую цилиндрическую
лиизу, рассмотренную в п. 9.7. Наполнив бутылку наполовину и положив ее
горизонтально, мы будем иметь плоско-выпуклую линзу. Осветите ее сверху
точечным или линейным источником. Измерьте расстояние до фокальной
плоскости. Воспользовавшись соответствующей формулой, найдите показатель
преломления жидкостей: воды, спирта, минерального масла.
9.40. Камера для спутника. Вы читали в газетах, что на спутниках имеются
фотокамеры, позволяющие разрешить объекты диаметром в 30 см. Каков должен
быть диаметр линзы, если спутник находится на высоте 250 км?
9.41. Опыт. "Вывернутые линзы". Пустая бутылка из-под молока, погруженная
в воду, является рассеивающей линзой. Воспользуйтесь аквариумом или
большой кастрюлей, в которую можно опустить зеркало, чтобы превратить
