Урок 57/12

Урок 26/02 Дифракція світла. Дифракційні ґратки.    

Наявність чіткої тіні за освітленим об'єктом уявлялась вагомим доказом прямолінійного поширення світла. Проте, чим далі від об'єкта знаходиться його тінь, тим більш розпливчастими стають її обриси. З одного боку, світло проникає в область геометричної тіні, з іншого боку — ослаблення освітленості спостерігається в тих частинах простору, де тіні, здавалося б, не повинно бути.

Коли на шляху пучка світла поставити невелике непрозоре тіло, розміри якого порівнювані з довжиною світлової хвилі, то світло, огинаючи краї цього тіла, буде відхилятися від прямолінійного поширення.

Явище огинання механічними хвилями перешкод ми спостерігали багато разів у житті. Так, морські хвилі вільно огинають камінь з води. За каменем хвилі поширюються так, ніби його й не було. Здатність до огинання перешкоди мають і звукові хвилі. Ми можемо чути сигнал автомобіля за рогом будинку, коли самого автомобіля ще не видно.

Дифракція — це порушення прямолінійності поширення хвиль під час проходження повз перешкоду або крізь отвір.

Дифракція світла визначає межі застосовності геометричної оптики. Виявляється, закон прямолінійного поширення світла й інші закони геометричної оптики виконуються досить точно лише в тому випадку, коли розміри перешкод на шляху поширення світла набагато більші за довжину світлової хвилі. Огинання світлом перешкод обмежує розділювальну здатність найважливіших оптичних інструментів — телескопа й мікроскопа.

Дифракційна решітка — скляна тонка пластинка, на яку нанесено паралельні штрихи з проміжками між ними.

Ширина щілини й штриха позначається d і називається сталою решітки (або періодом решітки).

Дифракційна решітка служить для розкладання світла в спектр і вимірювання довжини хвилі. Якщо на дифракційну решітку падає плоска монохроматична хвиля довжиною λ, то відповідно до принципу Гюйгенса — Френеля кожну точку фронту хвилі можна прийняти за джерело вторинних хвиль, які поширюються в усі боки. Хвилі, що йдуть від решітки у напрямі нормалі до решітки, мають однакові фази. Лінзою вони зведуться в одну точку, де в результаті інтерференції амплітуди цих хвиль додадуться. У цій точці буде спостерігатися вузька смужка монохроматичного світла.

 Хвилі, що йдуть під яким-небудь кутом φ у напрямі нормалі до решітки і мають сталу різницю фаз, також будуть зведені в одній точці (й у симетричній їй), де вони будуть інтерферувати.

Умова спостереження дифракційного максимуму:

d sіnφ = kλ, де k = 0 , 1, 2, ... .

Звідси випливає, що положення максимумів світла залежить не від числа щілин, а тільки від довжини хвилі. Чим менша довжина хвилі випромінювання, тим меншому значенню кута відповідає положення максимуму. Таким чином, видиме оптичне випромінювання розтягається в спектр так, що внутрішнім краєм його є фіолетове оптичне випромінювання, а зовнішнім — червоне. Значення k = 0 відповідає максимуму за напрямом φ = 0 для всіх довжин хвиль. Тому нульовий спектр являє собою біле зображення щілини.

Д/з

§31 читати, підготуватися до лабораторної роботи, розв’язати

1.     Знайдіть найбільший порядок спектра для жовтої лінії натрію з довжиною хвилі 589 нм, якщо період дифракційної решітки 2 мкм.

2.     Дифракційну решітку освітлюють монохроматичним світлом довжиною хвилі 600 нм. На екрані, віддаленому від решітки на 2,5 м, відстань між нульовим і першим максимумами дорівнює 4 см. Знайдіть період дифракційної решітки.

Урок 56/11

Урок 25/02 Когерентність світлових хвиль. Особливості лазерного випромінювання.

Інтерференція світла. 

Світлові пучки, поширюючись від різних джерел світла, не впливають один на одного. Вони поширюються крізь одну частину простору без взаємних перешкод, без викривлень.

Якщо двома стрижнями одночасно торкнутися поверхні води, то від кожного з них побіжить колова хвиля, що проходитиме крізь іншу так, начебто її й нема.

Аналогічно поширюються звукові хвилі (приклад з оркестром) і радіохвилі.

Досліди показують, що хвилі підкоряються принципові суперпозиції: Хвилі не взаємодіють одна з одною та поширюються незалежно одна від одної.

Оскільки хвилі не взаємодіють одна з одною, то кожна частина простору, куди надходять дві або кілька хвиль, братиме участь у коливаннях, викликаних кожною хвилею окремо.

Щоб знайти результуючий зсув у даній точці простору, треба знайти зсув, викликаний кожною хвилею, а потім скласти їх чи то векторно, якщо вони поширюються в різних напрямах, чи то алгебраїчно, якщо — уздовж однієї прямої.

Інтерференцією хвиль називається явище підсилення коливань в од­них точках простору й ослаблення в інших у результаті накладання двох або кількох хвиль, які надходять у ці точки.

Інтерференція — загальна властивість хвиль будь-якої природи. Стійка в часі інтерференційна картина може спосте­рігатися тільки у разі додавання корельованих (взаємозалежних) коливань, які називаються когерентними хвилями (від лат. соhаегепs — той, що перебуває у зв'язку).

Когерентні (зв'язані) хвилі — це хвилі, що мають однакову частоту та незмінний зсув фаз у кожній точці простору.

Когерентні джерела — це джерела, що мають однакову частоту та незмінний зсув фаз у часі.

Для одержання двох когерентних світловою хвиль можна випромінювання від одного й того самого атома розділити шляхом відбивання або заломлення на два пучки.

Амплітуда коливань середовища в даній точці максимальна, якщо різниця ходу двох хвиль, які збуджують коливання в цій точці, дорівнює цілому числу довжин хвиль: 

∆d = kλ, 

де ∆d — різниця ходу двох хвиль, а k = 0 ,1, 2.

Амплітуда коливань середовища в даній точці мінімальна, якщо різниця ходу двох хвиль, які збуджують коливання в цій точці, дорівнює непарному числу півхвиль: 

Використання:

1.    Інтерферометри.

2.    Просвітлення оптики.

3.    Перевірка якості обробки поверхонь.

4.    Надточне вимірювання розмірів.

5.    Визначення довжини світлової хвилі.

Урок55/10

Кр з астрономії

Контрольна робота з амтрономії по темі "Сонце" 

А ІІ                           В-1                        11 кл

1.     Сонячна стала визначає…

А) кількість енергії, що випромінює Сонце за рік.

Б) кількість енергії, що випромінює Сонце за 1 с.

В) температура Сонця.

Г) енергії, яку отримує вся поверхня Землі за одиницю часу.

Д) кількість енергії, яку отримує 1 м² поверхня Землі за 1 с, якщо сонячні промені перпендикулярні до поверхні.

2.       Для визначення світності Сонця необхідно знати…

А) радіус Сонця.

Б) радіус Землі.

В)відстань від Землі до Сонця.

Г) температуру на поверхні Землі.

Д) температуру на поверхні Сонця.

3.       Які з цих хімічних елементів найбільш поширені на Сонці?

А) Оксиген і Ферум.

Б) Гідроген і Гелій.

В) Гідроген і Оксиген.

Г) Нітроген і Оксиген.

Д) Ферум і Нітроген.    

4.       У результаті якого процесу виділяється енергія в надрах Сонця?

А) Ядерні реакції.

Б) Гравітаційне стискання.

В) Термоядерні реакції.

Г) Горіння водню.

Д) Падіння метеоритів.

5. Сонце називається жовтою зорею, у той час, як більшість людей бачить його білим. Як пояснити цю суперечність?

А) Сонце випромінює найбільше енергії у жовто-зеленій частині спектра.

Б) Вади зору більшості людей.

В) Класифікація за кольором – це класифікація по температурі..

Г) Історична назва.

Д) Класифікація за кольором – це класифікація за розміром.

6.       Що знижує температуру всередині сонячних плям?

А) Завдяки конвекції гаряча речовина піднімається на поверхню плями.

Б) Гравітаційне стискання.

В) Термоядерні реакції.

Г) Сильне магнітне поле у плямі знижує конвекцію.

Д) Падіння метеоритів.

А ІІ                           В-2                        11 кл

1.       Грануляція у фотосфері утворюється в результаті того, що…

А) корона дуже гаряча.

Б) енергія передається конвекцією.

В) плями дуже холодні.

Г) випромінювання нейтрино.

Д) по поверхні Сонця є хвилі.

2.       Яке явище астрономи називають сонячною активністю?

А) Поява сонячних плям.

Б) Поява протуберанців.

В) Збільшення температури поверхні Сонця.

Г) Сонячна активність визначається кількістю плям та їхньою загальною площею.

Д) Збільшення магнітних полів на Сонці.

3.        Які процеси на Сонці можуть суттєво впливати на стан земної атмосфери?

А) Поява сонячних плям.

Б) Гравітаційне стискання.

В) Магнітні бурі.

Г) Горіння водню.

Д) Термоядерні реакції.

4.       Термоядерні реакції – це …

А) синтез легких елементів.

Б) ділення важких ядер.

В) ділення ядер Гелію.

Г) ділення радіоактивних ядер.

Д) синтез важких елементів.

5.       Яка частина сонця має найбільшу температуру?

А) Ядро.

Б) Зона радіації.

В)Конвективна зона.

Г) Фотосфера.

Д) Корона.

6.                      Що таке світність Сонця?

А) кількість енергії, що випромінює Сонце за рік.

Б) кількість енергії, що випромінює Сонце за 1 с.

В) температура Сонця.

Г) енергії, яку отримує вся поверхня Землі за одиницю часу.

Д) кількість енергії, яку отримує 1 м² поверхня Землі за 1 с, якщо сонячні промені перпендикулярні до поверхні.

Роботу виконати на подвійних листочках . Відповіді подати у вигляді таблиці. 
Здати після карантину.

		варіант
1	Бєда Аня	1
2	Белдій Віка	2
3	Баклаженко Діана	1
4	Богачук Діма	2
5	Бурла Маша	1
6	Брильян Іван	2
7	Говтов Льоша	1
8	Вінніченко Костя	2
9	Гуцалюк Катя	1
10	Верба Володя	2
11	Каглінська Діана	1
12	Заболотний Влад	2
13	Калюжна Даша	1
14	Козловский Мирослав	2
15	Ковальчук Вася	1
16	Лаптєва Катерина	2
17	Мацишина Соня	1
18	Михайлова Саша	2
19	Мельник Ганна	1
20	Мукомел Оля	2
21	Опариста Настя	1
22	Руда Даша	2
23	Печко Денис	1
24	Сашко Олег	2
25	Синківський Саша	1
26	Склонна Саша	2
27	Топчій Ростік	1
28	Соснова Віалета	2
29	Футорняк Даша	1
30	Фармагей Аліна	2
31	Хриплива Влада	1
32	Федорук Олена	2
33	Ясінська Настя	1