Билеты по физике - файл n15.doc

Билеты по физике
скачать (4172.5 kb.)
Доступные файлы (15):
n1.jpg280kb.18.10.2010 18:21скачать
n2.jpg312kb.18.10.2010 18:21скачать
n3.jpg370kb.18.10.2010 18:22скачать
n4.jpg235kb.18.10.2010 18:22скачать
n5.jpg277kb.18.10.2010 18:22скачать
n6.jpg286kb.18.10.2010 18:23скачать
n7.jpg278kb.18.10.2010 18:23скачать
n8.jpg375kb.18.10.2010 18:23скачать
n9.jpg263kb.18.10.2010 18:24скачать
n10.jpg368kb.18.10.2010 18:24скачать
n11.jpg115kb.18.10.2010 18:24скачать
n12.jpg240kb.18.10.2010 18:25скачать
n13.jpg263kb.18.10.2010 18:25скачать
n14.jpg336kb.18.10.2010 18:25скачать
n15.doc1977kb.19.10.2010 20:54скачать

n15.doc

  1   2   3   4   5
1. Електричний струм. Густина струму.

Електричним струмом називається впорядкований рух електричних зарядів. За напрямок струму приймають напрям руху позитивних зарядів.

Кількісною мірою електричного струму служить сила струму І [ампер - А] - скалярна фізична величина, що дорівнює відношенню заряду dq, що переноситься крізь розглядувану поверхню за малий проміжок часу, до величини dt цього проміжку: .

Електричний струм називається постійним, якщо сила струму і його напрямок не змінюються з плином часу. Для постійного струму: ,

де q - електричний заряд, що проходить за час t через поперечний переріз провідника.

Густиною електричного струму називається вектор [А/м2], що співпадає з напрямком електричного струму в розглядуваній точці і чисельно дорівнює відношенню сили струму dІ крізь малий елемент поверхні, ортогональний напрямку струму, до площі dS цього елемента: , для постійного струму І, що протікає перпендикулярно перерізу S провідника: .

Якщо за час dt через поперечний переріз S провідника переноситься заряд , де n, e, - концентрація, заряд і середня швидкість впорядкованого руху зарядів, то сила струму , густина струму:

.

2. Електромагнітні хвилі та їх властивості.

Численні явища в природі пов'язані з хвилями, які одержали назву електромагнітних. Поширюючись у просторі, вони взаємодіють з матеріальними об'єктами і спричиняють різноманітні зміни їх. Крім властивостей, притаманних будь-яким хвильовим процесам, електромагнітні хвилі мають і своєрідні властивості. Вивчення властивостивостей електромагнітних хвиль дало змогу пояснити багато природних явищ, розробити унікальні технологічні процеси, високоточні методи вимірювання, ефективні засоби зв'язку, складну медичну апаратуру тощо.

Електромагнітна хвиля — це поширення електромагнітного поля

У вченні про електромагнітні хвилі чільне місце посідає теорія електромагнітного поля, до якої фізика йшла тривалий час тернистим і складним шляхом, оскільки електричні й магнітні явища довго розглядали як специфічні й незалежні. Лише експериментальними дослідженнями таких визначних учених, як Г. Ерстед і М. Фарадей, було доведено органічний зв'язок електричних і магнітних явищ, електричних і магнітних полів, взаємообумовлене і взаємопов'язане їх існування. У дослідах Г. Ерстеда магнітне поле електричного струму не знищує електричне поле, яке викликало цей струм, а існує одночасно з ним, проявляючись як обов'язковий супровід електричного струму. Електричне поле, яке виявляється в дослідах М. Фарадея з електромагнітної індукції, не знищує змінне магнітне поле, яке є обов'язковою умовою існування явища електромагнітної індукції, а обов'язково супроводжує змінне магнітне поле.

Накопичення знань про електричне і магнітне поля, виявлення явищ, які засвідчують зв'язок магнітних і електричних явищ, спонукало вчених до пошуку їх пояснення з єдиних теоретичних позицій.

Найпліднішою спробою пояснення властивостей і походження електричних і магнітних полів з єдиних позицій виявилися теоретичні дослідження англійського фізика-теоретика Джеймса Клерка Максвелла, який у 1864 р. опублікував працю «Динамічна теорія електромагнітного поля». У ній він описав теорію, що грунтувалася на уявленнях про існування єдиного електромагнітного поля, прояви якого різні в різних системах відліку. Цим Д. К. Максвелл довів, що електричне і магнітне поля є проявом єдиного електромагнітного поля в різних системах відліку.

3. Написати рівняння реакції:

13Al27 (?,x)12Mg26; 13Al27 (?,n)x;29Cu63(?,x)29Cu22; x(?,n)74W181.

1. Електрорушійна сила, різниця потенціалів, напруга.

Фізична скалярна величина, що визначається роботою, яку здійснюють сторонні сили при переміщенні одиничного позитивного заряду, називається електрорушійною силою (ЕРС), що діє в колі: .

Ця робота здійснюється за рахунок енергії, що витрачається в джерелі струму, тому величину , можна назвати електрорушійною силою джерела струму, увімкненого в коло. ЕРС, як і потенціал виражається в вольтах.

ЕРС, що діє в замкнутому колі - це циркуляція вектора напруженості поля сторонніх сил: . Звідки витікає, що для поля сторонніх сил циркуляція його напруженості по замкнутому контуру не дорівнює нулю. Тому поле сторонніх сил не потенційне.

Якщо на заряд q0 діють як сторонні сили, так і сили електростатичного поля, то результуюча сила: .

Робота результуючої сили по переміщенню заряду q0 на ділянці 1-2:

.

Для замкнутого кола робота електростатичних сил дорівнює нулю, тому .

Напругою U на ділянці 1-2 називається фізична величина, що чисельно дорівнює сумарній роботі, що здійснюється електростатичними і сторонніми силами по переміщенню одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола:

.

Поняття напруги є узагальненням поняття різниці потенціалів: напруга на кінцях ділянки кола дорівнює різниці потенціалів, якщо ділянка не містить джерела струму (тобто на ділянці не діє ЕРС; сторонні сили відсутні).

2. Основні властивості світла та закони геометричної оптики.

Оптика – розділ фізики, який вивчає природу світла, світлові явища і взаємодію світла з речовиною.

Оптичне випромінювання є електромагнітними хвилями і тому оптика є частиною загального вчення про електромагнітне поле.

Основні закони геометричної оптики:

Закон прямолінійного розповсюдження світла – світло в оптично однорідному середовищі розповсюджується прямолінійно.

Світловий промінь – лінія, вздовж якої переноситься світлова енергія. У однорідному середовищі променями світла є прямі лінії.

Закон незалежності світлових пучків – ефект, що створюється окремим пучком, не залежить від того, чи діє одночасно решта пучків або вони усунені.

Закон віддзеркалення – відбитий промінь лежить в одній площині з падаючим променем і перпендикуляром, проведеним до межі розділу двох середовищ в точці падіння; кут віддзеркалення і1’ дорівнює куту падіння і1: і1 = і1.

Закон заломлення – промінь, що падає, заломлений промінь і перпендикуляр, проведений до межі розділу двох середовищ в точці падіння, лежать в одній площині, а відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина постійна для даних середовищ:

; ,

де n21 – відносний показник заломлення другого середовища щодо першого, який дорівнює відношенню абсолютних показників заломлення двох середовищ.

Отже, закон заломлення має вигляд: ; .

Абсолютним показником заломлення середовища називається величина n, що дорівнює відношенню швидкості електромагнітних хвиль у вакуумі c до їх фазової швидкості ? в середовищі.

Оскільки , то , де ? і ? – відповідно, електрична і магнітна проникність середовища.

3. Знайти енергію, яка вивільняється при ядерній реакції

3Li7` + 1H1?2He4 + 2He4.

Li –7,01823 а.о.м., Н –1,00814 а.о.м., Не – 4,00388.
1. Закон Ома для однорідної ділянки кола. Опір провідників. Закон Ома для замкненого кола.

Закон Ома для однорідної ділянки кола (що не містить джерела струму): сила струму, що протікає по однорідному металічному провіднику, пропорційна напрузі на кінцях провідника: (інтегральна форма закону Ома); (диференціальна форма закону Ома – зв’язує густину струму в будь-якій точці провідника з напруженістю електричного поля в тій же точці).

Коефіцієнт пропорційності R називається електричним опором провідника.

Одиниця електричного опору – ом (Ом): 1 Ом – опір такого провідника, в якому при напрузі 1 В діє постійний струм 1 А. Величина зворотна опору називається електричною провідністю провідника. Одиниця електричної провідності - сименс (См): 1См – провідність ділянки електричного кола опором 1 Ом.

Окремі випадки:

Якщо коло замкнуте (), то отримуємо закон Ома для замкнутого кола: , де  - ЕРС, що діє в колі; R – сумарний опір всього кола; Rзовн – опір зовнішнього кола; rвнутр - внутрішній опір джерела струму.

2. Повне внутрішнє відбивання. Лінзи.

Якщо світло розповсюджується з середовища з великим показником заломлення n1 (оптично щільнішим) в середовище з меншим показником заломлення n2 (оптично менш щільним) (n1>n2) (наприклад, зі скла в повітря або з води в повітря), тоді: .

Отже, кут заломлення i2 більше кута падіння i1. Збільшуючи кут падіння, при деякому граничному куті iгр кут заломлення стане рівним ?/2. При кутах падіння i1 > iгр все падаюче світло повністю відбивається.

При кутах падіння iгр > i1 > ?/2 промінь не заломлюється, а повністю відбивається в перше середовище, причому інтенсивності відбитого і падаючого променів однакові. Це явище називається повним внутрішнім віддзеркаленням світла.

Граничний кут визначається співвідношенням:

.

Лінзою називається прозоре тіло, обмежене с двох боків криволінійною поверхнею (в окремих випадкам одна з поверхонь може бути плоскою).
По зовнішній формі лінзи поділяються на
1) двовипуклі; 2) плосковипуклі;
3) двоввігнуті; 4) плосковвігнуті;
5) опукло-увігнуті або конфокальні.

Лінза називається тонкою, якщо її товщина значно менша, ніж радіуси кривизни R1 і R2 обох поверхонь. На оптичних схемах лінзи зазвичай позначають двонаправленою стрілкою. Радіус кривизни R > 0 для опуклої поверхні; R < 0 для увігнутої.

Фокусом лінзи F називається точка, яка лежить на головній оптичній осі, і в якій перетинаються промені параксіального (приосьового) світлового пучка, що розповсюджуються паралельно головній оптичній осі.

Фокальною площиною називається площина, що проходить через фокус лінзи перпендикулярно її головній оптичній осі.

Фокусною відстанню f називається відстань між оптичним центром лінзи O і її фокусом F:

.

Формула тонкої лінзи:

,

де а та b – відстані від лінзи до предмету і його зображення. Якщо а = ?, тобто промені падають на лінзу паралельним пучком (рис.а), тоді b = f. Якщо b = ?, тобто зображення знаходиться в нескінченності (рис.б), і, отже, промені виходять з лінзи паралельним пучком, тоді а = f.

Фокусні відстані лінзи, оточеної з обох боків однаковим середовищем, рівні.

Величина називається оптичною силою лінзи. Її одиниця – діоптрія (Дптр) - оптична сила лінзи з фокусною відстанню 1 м.

3. Знайти енергію зв’язку, яка припадає на один нуклон в ядрі атома кисню О.
1. Правила Кірхгофа для розгалужених кіл.

Вузлом електричного ланцюгу називається будь-яка точка розгалуження ланцюгу, в якій сходяться не менше трьох провідників зі струмом. Струм, що входить в вузол, вважається позитивним, а струм, що виходить з вузла вважається негативним.

Перше правило Кірхгофа – алгебраїчна сума струмів, що сходяться в вузлі, дорівнює нулю: .

Наприклад, для вузла А на рисунку перше правило Кірхгофа запишеться так: І1 – І2 – І3 + І4 + І5 – І6 = 0.

Друге правило Кірхгофа – в будь-якому замкнутому контурі навмання вибраному в розгалуженому ланцюгу, алгебраїчна сума похідних сил струмів Іі на опір Ri відповідних ділянок цього контуру дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС k, що зустрічаються в цьому контурі:

.

Наприклад, для обходу за годинниковою стрілкою замкнутого контуру ABCDA друге правило Кірхгофа має вигляд: І1 R1 – І2 R2 + І3 R3 + І4 R4 = 1 – 2 + 3.

При розрахунку складних ланцюгів з використанням правил Кірхгофа необхідно:

1.Вибрати довільний напрямок струмів на всіх ділянках ланцюгу, реальний напрямок визначається при розв‘язку задачі: якщо шуканий струм вийшов позитивним, то його напрямок був обраний правильно, а якщо – негативним – його справжній напрямок протилежний обраному.

2. Вибрати напрямок обходу контуру і строго дотримуватися його, добуток IR позитивний, якщо струм на даній ділянці співпадає з напрямком обходу ЕРС, діючі по обраному напрямку обходу, вважається позитивними, а проти – негативними.

3.Скласти стільки рівнянь, щоб їх число дорівнювало числу шуканих величин (в систему рівнянь повинні входити всі опори і ЕРС цього ланцюгу), кожний контур повинен мати хоча б один елемент, якого немає в попередніх контурах, щоб не виходили рівняння, які є простою комбінацією вже складених рівнянь.

2. Інтерференція світла. Дослід Юнга. Інтерференція світла у плівках.

Інтерференція світла – складання в просторі двох або декількох когерентних світлових хвиль, при якому в різних його точках відбувається посилення або ослаблення амплітуди результуючої хвилі.

Амплітуда результуючого коливання: А2 = А21 + A22 + 2A1A2 cos ?.

Інтенсивність результуючої хвилі (I ~ A2 ): .

Різниця фаз ? коливань, що порушуються в точці М, дорівнює:

Різниця ∆ = L2 – L1 = s2n2 – s1n1 оптичних довжин хвиль, які проходять шлях називається оптичною різницею ходу.

Умова інтерференційного максимуму.

Якщо оптична різниця ходу ∆ дорівнює парному числу півхвиль: , (m = 0, 1, 2, 3…), тоді і коливання, що порушуються в точці M, відбуватимуться в однаковій фазі.

Умова інтерференційного мінімуму.

Якщо оптична різниця ходу ∆ дорівнює непарному числу півхвиль:

, (m = 0, 1, 2, 3…), тоді і коливання, що порушуються в точці М, відбуватимуться в протифазі.
3. Знайти енергію зв’язку ядра ізотопа літія 3Li7.
1. Робота і потужність струму. Закон Джоуля-Ленца.

Кулонівські та сторонні сили при переміщенні заряду q вздовж електричного кола здійснюють роботу А.

Робота по переміщенню заряду q0 між двома точками поля дорівнює:

, .

Потужність струму: .

При проходженні струму по провіднику виникає розсіювання енергії внаслідок зіткнень носіїв струму між собою і з будь-якими іншими частинками середовища. Якщо струм проходить по нерухомому провіднику, то вся робота струму dA йде на нагрівання провідника (виділення теплоти dQ). По закону збереження енергії dA = dQ:

.

Кількість тепла Q, що виділяється за скінчений проміжок часу від 0 до t постійним струмом I по всьому об‘ємі провідника, електричний опір якого дорівнює R, інтегруючи попередній вираз отримуємо:

.

Закон Джоуля-Ленца (в інтегральній формі): кількість теплоти, що виділяється постійним електричним струмом на ділянці кола, дорівнює квадрату сили струму на час проходження і електричний опір цієї ділянки.

2. Застосування інтерференції.

Паралельний пучок світла падає нормально на плоску поверхню лінзи. Смуги рівної товщини мають вид концентричних кіл. З урахуванням ,

.

У відбитому світлі оптична різниця ходу:

.

Радіуси світлих кілець: , (m = 0, 1, 2, …).

Радіуси темних кілець: , (m = 0, 1, 2, …).

3. Який ізотоп утворюється із 92U238 після трьох ? – розпадів і двох ? – розпадів?
1. Класична теорія електропровідності металів. Формула Лоренца.

Носіями електричного струму в металі є вільні електрони. При утворенні кристалічної решітки електрони зовнішніх оболонок атомів (валентні електрони) узагальнюються і кристал представляє собою решітку нерухомих іонів металу, між якими хаотично рухаються електрони, утворюючи електронний газ, що має властивості ідеального.

Згідно теорії Друде-Лоренца, електрони мають ту саму енергію теплового руху, що і молекули одноатомного газу. Середня швидкість теплового руху електронів: , де k = 1,38.10-23 Дж/К – стала Больцмана, me = 9,11.10-31 кг – маса електрона, Т [K] – абсолютна (або термодинамічна) температура.

При кімнатній температурі (Т=300 К) середня швидкість теплового руху електронів дорівнює 1,1.105 м/с. Хаотичний тепловий рух електронів не може привести до виникнення струму.

При накладанні зовнішнього електричного поля на металічний провідник в доповнення до хаотичного теплового руху виникає впорядкований рух електронів (електричний струм). Навіть при допустимих значеннях густини струму, середня швидкість впорядкованого руху електронів,що обумовлює електричний струм, значно менше їх швидкості теплового руху: .

2. Дифракція світла. Принцип Гюйгенса-Френеля.

Дифракцією називається обгинання хвилями перешкод, що зустрічаються на їх шляху, або в ширшому сенсі - будь-яке відхилення розповсюдження хвиль поблизу перешкод від законів геометричної оптики.

Дифракцію пояснює принцип Гюйгенса - саме вторинні хвилі огинають перешкоди на шляху розповсюдження первинних хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля дозволяє пояснити прямолінійне розповсюдження світла в однорідному середовищі.

1) якщо число зон Френеля парне, то: , (m = 0, 1, 2, …) умова дифракційного мінімуму (повна темнота)

2) якщо число зон Френеля непарне, то ,
(m = 0, 1, 2, …) умова дифракційного максимуму, відповідна дії однієї некомпенсованої зони Френеля.

Одновимірні дифракційні решітки - система паралельних щілин рівної ширини, які лежать в одній площині і розділених рівними по ширині непрозорими проміжками.

Якщо a - ширина кожної щілини; b - ширина непрозорих ділянок між щілинами, то величина d = а + b називається постійною (періодом) дифракційних решіток: , де N0 – число щілин, що приходиться на одиницю довжини.

Різниці ходу променів ?, що йдуть від двох сусідніх щілин, будуть для даного направлення ? однакові в межах всіх дифракційних решіток:

.

У загальному випадку, якщо дифракційна решітка складається з N щілин, то:

- умова головних максимумів: (m = 1, 2, 3, …);

- умова головних мінімумів: (m = 1, 2, 3, …);

3. Знайти кількість Po, активність якого рівна 3,7∙1010 розп./с.
1. Закон Джоуля-Ленца в класичній теорії електропровідності металів.

До кінця здійснення вільного пробігу електрон під дією поля набуває додаткової кінетичної енергії: , яка при ударі електрона з іоном повністю передається решітці. Якщо n – концентрація електронів, то за одиницю часу в одиниці об’єму виникає зіткнень і решітці передається енергія: .
2. Метод зон Френеля.

Зони Френеля - ділянки, на які можна розбити поверхню світлової хвилі для обчислення результатів дифракції світла. Вперше цей метод застосував О. Френель в 1815-19. Суть методу така. Хай від точки Q (мал.), що світиться, розповсюджується сферична хвиля і потрібно визначити характеристики хвилевого процесу, викликаного нею в точці Р. Розділимо поверхня хвилі S на кільцеві зони; для цього проведемо з точки Р сфери радіусами PO, Ра = PO + ?/2; Pb = Ра + ?/2, Pc = Pb + ?/2 (О - точка перетину поверхні хвилі з лінією PQ; ? - довжина світлової хвилі). Кільцеподібні ділянки поверхні хвилі, що «вирізаються» з неї цими сферами, і називається зонами Френеля. Хвильовий процес в точці Р можна розглядати як результат складання коливань, що викликаються в цій точці кожної зони Френеля окремо. Амплітуда таких коливань поволі убуває із зростанням номера зони (відлічуваного від точки О), а фази коливань, що викликаються в Р суміжними зонами, протилежні. Тому хвилі, що приходять в Р від двох суміжних зон, гасять одна одну, а дія зон, наступних через одну, складається. Якщо хвиля розповсюджується, не зустрічаючи перешкод, то, як показує розрахунок, її дія (сума дій всіх зон Френеля) еквівалентна дії половини першої зони. Якщо ж за допомогою екрану з прозорими концентричними ділянками виділити частини хвилі, відповідні, наприклад, N непарним зонам Френеля, та дія всіх виділених зон складеться і амплітуда коливань Uнепарна в точці Р зросте в 2n разів, а інтенсивність світла в 4N2 рази, причому освітленість в точках, навколишніх Р, зменшиться. То ж вийде при виділенні тільки парних зон, але фаза сумарної хвилі Uпарна матиме протилежний знак.

Такі зонні екрани (т.з. лінзи Френеля) знаходять застосування не тільки в оптиці, але і в акустиці і радіотехніці - в області достатніх малих довжин хвиль, коли розміри лінз виходять не дуже великими (сантиметрові радіохвилі, ультразвукові хвилі).

Метод зон Френеля дозволяє швидко і наочно складати якісне, а іноді і досить точне кількісне уявлення про результат дифракції хвиль за різних складних умов їх розповсюдження. Він застосовується тому не тільки в оптиці, але і при вивченні розповсюдження радіо- і звукових хвиль для визначення ефективної траси «світла», що йде від передавача до приймача; для з'ясування того, чи за даних умов гратимуть роль дифракційні явища; для орієнтування в питаннях про спрямованість випромінювання, фокусуванню хвиль і тому подібне

3. Електрон, пройшовши різницю потенціалів 4,9 В, зіштовхується із атомом ртуті і переводить його у збуджений стаан. Яку довжину хвилі має фотон, який відповідає переходу атома ртуті в нормальний стан.
1. Явища на контакті двох металів. Закони Вольта.

Метал являє собою кристалічну решітку. При утворенні кристала атоми зближаються на такі відстані, що відбувається перекриття зовнішніх (валентних) та внутрішніх електронних орбіталей. При цьому перекриття валентних орбіталей настільки значне, що валентні електрони сколективізуються у газ “вільних” електронів: кожен із них наче належить всім атомам рівночасно. У вузлах кристалічної решітки розміщуються іонізовані таким чином атоми. Вони здійснюють тепловий коливальний рух. Вільні електрони можуть рухатися у періодичному полі кристала під дією зовнішнього електричного поля. Тому вони мають ще назву електронів провідності.

Перший закон Вольта.

При сполученні двох провідників, виготовлених із різнорідних металів A та В, між їх вільними кінцями виникає контактна різниця потенціалів, величина якої залежить виключно від хімічної природи та температури провідників (див.Мал.101). Вольтом був установлений ряд металів, у якому кожен попередній метал при контакті з одним із наступних електризується позитивно. Ряд цей такий: Al, Zn, Cd, Pb, Sb, Bі, Hg, Fe, Cu, Ag.

Другий закон Вольта.

Різниця потенціалів між кінцями ланцюга, з’єднаних різнорідних провідників, що мають однакову температуру, не залежить від хімічного складу проміжних провідників, і дорівнює контактній різниці потенціалів, що виникає при безпосередньому з’єднанні крайніх провідників.

Для пояснення цього закону розглянемо ланцюг з’єднаних провідників (див.Мал.102).

Різницю потенціалів між крайніми металами можна записати як суму контактної різниці потенціалів на кожному з провідників у вигляді

і після розкриття дужок маємо , що й пояснює другий закон Вольта.

Різні метали мають різні концентрації вільних електронів n, а тому через контактну поверхню відбувається дифузія електронів із металу з більшою концентрацією в метал із меншою концентрацією до їх вирівнювання на границі. Унаслідок цього виникає додаткова різниця потенціалів - внутрішня контактна різниця потенціалів.

Розрахунки класичної теорії показують, що визначається так
, (2)
де k ѕ стала Больцмана, е ѕ заряд електрона. По порядку величини для кімнатних температур » 0.03 В.

2. Дифракція Фраунгофера на щілині, на дифракційній решітці.

Нехай на досить довгу вузьку прямокутну щілину шириною b перпендикулярно до неї падає плоска світлова хвиля. Розмістимо за щілиною збірну лінзу, а у фокальній площині екран для спостережень результатів дифракції (рис. 3).

Оптична різниця ходу зв’язана з оптичною різницею фаз співвідношення

де – хвильове число; – кут дифракції.

Знайдемо умови мінімуму й максимуму дифракції світлових хвиль, які приходять у точку М від однієї щілини. У точці М інтенсивність світлових хвиль буде дорівнювати нулю, якщо . Це можливо лише у випадку, коли , звідки де b – ширина щілини; – кут дифракції; k – порядок максимуму; – довжина хвилі монохроматичного світла. Ця Умова є умовою мінімуму дифракції від однієї щілини. У точці М буде спостерігатись максимум дифракції, якщо . Це можливо за умови, коли , звідки . Дифракційною решіткою називається оптичний прилад, який складається з великої кількості однакових щілин, розділених між собою однакової ширини непрозорими проміжками. Відстань d між серединами двох сусідніх щілин, називається сталою дифракційної решітки.

Якщо розмістити паралельно решітці збірну лінзу, то в її фокальній площині на екрані можна буде спостерігати результати дифракції світла від решітки (рис.4).

Оптична різниця ходу променів від двох сусідніх щілин дорівнює

Оптична різниця фаз в цьому випадку буде дорівнювати

В точку P на екрані приходять промені від усіх щілин. Всі ці промені зсунуті по фазі на однакову величину .

Дифракція світла на дифракційній решітці. Число головних максимумів дифракції визначається відношенням d до ? (), при цьому .

Важливо знати:

Кожна дифракційна решітка характеризується кутовою дисперсією, де – кутова відстань між спектральними лініями, які відрізняються за довжиною хвилі на величину .

В межах невеликих кутів , тому можна вважати, що Таким чином кутова дисперсія обернено пропорційна періоду решітки d. Чим вищий порядок спектра k, тим більша дисперсія.
  1   2   3   4   5


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации