Жарықтың интерференциясы, дифракциясы, дисперсиясы және поляризациясы

Есептер шығару үлгілері:

Мысал 1.Юнга тәжрибесіндегі саңылаулардың арасы d=0.5мм =0.6мм) Егер интерференцияланған жолақ болса, онда саңылаудан экранға дейінгі қашықтықты табыңдар

Берілгені:

d=0.5мм=5 Шешуі:

max

=0.6 мкм =1.2 =1.2 (k=0,1,2..)

= , ,

d

Э Жауабы:

Мысал 2. Френель бипризмасынын саңылауға дейінгі қашықтық , ал экранға дейінгі в=1,5 м. Бипризманы шыныдан (n=1,5) жасалған сындыру бұрышы . Интерференция жолағының ені болса, жарықтың толқын ұзындығының қандай болғаны?

Берілгені: Шешуі:

,=0.3м

в=1,5 м. (3), (4)

n=1,5

.

=6.5

d S

a в

Есептеуі:

Жауабы:

Мысал 3.Ньютон сақинасын алатын қондырғы монохроматты жарықпен жарықтандырылады әрі жарық пластикаға нормаль бағытталады. Бақылау шағылған сәулелермен жүреді. Екі көршілес қараңғы сақиналардың радиустары сәйкес және мм-ге тең. Линзаның қисықтық радиусы R=6.4м. Түскен сәуленің толқын ұзындығын және сақиналардың реттік нөмерлерін табыңдар.

Шешуі: Ньютон сақинасы жұқа пластика мен линзаның арасындағы сына пішіндес ауа қабатының астыңғы және үстіңгі шекасрасынан шағылған, интерференцияланған ақ жарықтардың нәтижесінде пайда болады. Сәулелердің оптикалық жол айырымы:

(1)

O

R

R

B A

^h

АВО ұшбұрышынан r<<R ескере отырып, деп жазамыз. Онда , бұдан (2)

Интерференцияның минимум шарты бойынша (3)

(1) және (3) өрнектердің оң жақтарын теңестіре отырып

2h=kx немесе h= аламыз.

(2) өрнектен

r= (4)

сақинаның реттік нөмірі k-ны табамыз:

(4) өрнектен -ны табамыз:

Студенттердің өз бетімен(СӨЖ) шығаруға арналған есептері:

4.1.Юнга тәжірибесінде тесік толкын ұзындығы монохромат жарықпен жарықталынады, тесіктердің ара қашықтығы 1мм, ал тесіктен экранға дейінгі кашыктык Зм. Бірінші үш жарык жолақтарының орналасуын табу керек.

4.2.Ньютон сақиналары қисықтық радиусы R = 8.6.м-ге тең жазык шыны мен линзаның арасында пайда болады. Монохромат жарык қалыпты түседі. Жасалған өлшеулер аркылы төртінші каранғы сакинаның диаметрі r_A = 4,5мм- ге тен болатындығы аныкталынды. Түскен жарыктың толқын ұзындығын табу керек.

4.3.Егер жарык көзінен толқындық бетке дейінгі кашыктық a =1м болса, ал толқындық бетінен бақылау жүргізетін нүктеге дейінгі кашыктык в = 1м – ге тең жэне 500н.деп алып. Френельдің бірінші бес зонасының радиусын есептеп шығару керек.

4.4. Бірінші реттік спектрдегі = 668нм үшін берілген дифракциялық
решетканың бұрыштык дисперсиясы = 2,02- рад/м - ге тең.
Дифракциялық решетканың периодын d табу керек.

4.5.Дифракциялык решетканың үшінші ретті спектріндегі бұрыштык дисперсиясы = 6.3-10⁵ рад/м - ге кандай толкын ұзындығында болады? Дифракциялық тұракты d = 5мкм .

4.6. Жарык шыны бетінен шағылған кезде шағылған сэуле = 30° - тық сынубұрышында толығымен поляризациялану үшін осы шынының сынукөрсеткІші неге тең болу керек?

4.7.Егер поляризатор мен анализатордан өткен табиғи жарыктың интенсивтігітөрт есе кемиді десек, онда поляризатор мен анализатордың бас жазыктарының арасындағы бұрыш неге тең болады? Жарыктын жұтылуы есепке алынбайды.

4.8.Абсолют қара дененІң энергетикалык жарқырауының максимал спектрлік тыгыздығы 4840 А толкын ұзындығына келеді деп алып, оның 1 см² бетІнен1 сек ішінде шығаратын энергия мөлшерінІң каншалықты екенін табу керек.

4.9.Абсолют кара дененің сэуле шығару куаттылығы 10 кват-ға тең. Дененің энергетикалық жаркырауының максимал спектрлік тығыздығына тиісті толқын ұзындығы 7- см-ге тең болатындығы бізге белгілі деп алып, оның сәуле шыгаратын бетінің шамасын табу керек.

4.10. Абсолют қара денені 1000⁰-тан 3000° К-ге дейін кыздырған кезде температурасы өзгерді. 1) Осыдан оның энергетикалык жаркырауының өсуі неше есе өсті? 2) Осыдан энергетикалык жаркыраудың максимум спектрлік тьтғыздығы сәйкес келетін толқын ұзындығының өзгерісі кандай болады? 3) Оның энергетикалык жаркырауының максимум спектрлік тығыздығының өсуі неше есе болды?

4.11.Дененің беті 1000°К температураға дейін қыздырылды. Содан кейін осы беттің бір бөлігі 100°-ка суытылады. Осы дененің бетінің энергетикалык жаркырауының өзгерісі неше есе болды?

4.12.Қарайтылған шарик 27°С-дан 20°С температураға дейін суытылады. Оның энергетикалық жарқырауының максимум спектрлік тыгыздығына сәйкес келетін толқын ұзындығының өзгерісі қанша болады?