Физическая оптика. Дифракция
Автор: mitruusha • Ноябрь 13, 2018 • Практическая работа • 1,107 Слов (5 Страниц) • 780 Просмотры
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
[pic 1][pic 2] |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Расчётно-графическая работа по физике 1
Тема: Физическая оптика. Дифракция
Вариант 14
Автор: студент гр. БТБ-17 __________ /Митрофанова В.А./
(подпись) (ФИО)
Проверил: доц. кафедры ОТФ _________ /Смирнова Н.Н./
(подпись) (ФИО)
Санкт - Петербург
2018
Краткое теоретическое содержание
Явление, изучаемое в работе: дифракция света.
Основные понятия и определения
Дифракция – это совокупность явлений, сопровождающихся нарушением законов геометрической оптики при распространении волн в средах с явно выраженными неоднородностями.
Принцип Гюйгенса-Френеля. Каждая точка волновой поверхности служит центром вторичных полусферических волн, огибающая которых дает положение волновой поверхности в последующий момент времени. Вторичные волны являются когерентными, а амплитуда и фаза волны в некоторой точке вблизи волновой поверхности – это результат интерференции вторичных волн.
Интерференция – перераспределение энергии переносимой волной, в результате сложения или наложения колебаний от двух или более когерентных дискретных источников.
Колебания называются когерентными, если они происходят с одной частотой и постоянной разностью фаз в точке наблюдения.
Амплитуда волны — это максимальное отклонение колебательной величины от нулевого значения на определенном временном или пространственном промежутке.
Фаза колебаний – это аргумент периодической функции, описывающей процесс колебания волны.
Дифракционная решётка — оптический прибор, действие которого основано на использовании явления дифракции света. Представляет собой ряд параллельных прозрачных щелей, разделенных между собой непрозрачными промежутками.
Основные расчетные формулы
Период решетки
[pic 3], | (1) |
где n-частота штрихов, штр/мм
Оптическая разность хода двух волн
[pic 4] | (2) |
Где а – ширина щели, мм
b – ширина непрозрачного штриха, мм
Максимум света возникнет только если разность хода будет равна целому числу длин волн
[pic 5], [pic 6] | (3) |
Приравняв формулы (2) и (3) получим
Условие возникновения максимума при прохождении света через дифракционную решетку
[pic 7], (m=0, 1, 2 ,3,…) | (4) |
где, m – порядок интерференционного максимума, б/р
φ – угол, между нормалью к решетке и лучом, град
Максимальный порядок дифракции достигается при φ=90°, следовательно, из формулы (4)
[pic 8] | (5) |
Углы дифракции для составляющих
[pic 9] | (6) |
Расчетная часть
Исходные данные
На прозрачную (т.е. работающую на пропускание света) дифракционную решетку, имеющую частоту штрихов n=400 штр/мм, падает нормально (т.е. перпендикулярно) узкий параллельный пучок света, имеющий три спектральных составляющих
;[pic 10]
;[pic 11]
.[pic 12]
Рассчитать максимально возможный порядок m и углы дифракции φ для каждой спектральной составляющей. Построить ход лучей разного цвета после прохождения дифракционной решетки на расстояниях до 70 мм (по радиусу) от места выход луча из решетки.
...