Волновой характер света. Опыт Т. Юнга
Тема: Интерференция света. Области применения интерференции.
Задачи занятия:
– Образовательная: рассмотреть явления, подтверждающие волновые свойства света: независимость распространения световых пучков и интерференцию света.
– Воспитательная: воспитание интереса к явлениям природы, на примере биографии Т.Юнга показать возможности молодого целеустремлённого человека.
– Развивающая: развитие навыков объяснения причин наблюдаемых явлений, способности наблюдать и делать выводы.
Этапы занятия.
1 Организационный этап. (Слайды №1, 2)
Приветствие. Тема занятия. Эпиграф к занятию. Для студентов – место и роль занятия в изучаемой теме, цели занятия, задача: заполнение в ходе лекции структурного конспекта, закрепление материала - в виде ответов на вопросы преподавателя.
2 Изучение нового материала.
3 Закрепление изученного материала.
4 Домашнее задание.
Интерференция механических волн
До сих пор мы почти все время имели дело с одной волной, распространяющейся от источника. Однако очень часто в среде одновременно распространяется несколько различных волн. Например, когда в комнате беседуют несколько человек, то отдельные звуковые волны накладываются друг на друга. Что при этом происходит?
(Слайд №3) Проще всего проследить за этим явлением, наблюдая волны на поверхности воды. Если мы бросим в воду два камня, создав этим две кольцевые волны, то нетрудно заметить, что каждая волна проходит сквозь другую и ведет себя в дальнейшем так, будто другой волны совсем не существует. Точно так же любое число звуковых волн может одновременно распространяться в воздухе, ничуть не мешая друг другу. Множество музыкальных инструментов в оркестре или голосов в хоре создают звуковые волны, одновременно улавливаемые нашим ухом. Причем ухо в состоянии отличить один звук от другого.
|
|
|
Рассмотрим распространение двух волн от укрепленных на колеблющейся пластине двух шариков, ударяющихся о поверхность воды. Эти шарики являются источниками двух сферических волн одинаковой частоты, распространяющихся во всех направлениях в горизонтальной плоскости. Колебания поверхности воды являются суммой колебаний, вызванных каждой волной в отдельности.
Сложение двух волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих колебаний в различных точках пространства, называется интерференцией волн (от лат. «inter» — взаимно и «ferio» — ударяю).
Устойчивая картина чередования максимумов и минимумов колебаний с одинаковой частотой называется интерференционной картиной.
(Слайд №4) Для получения интерференционной картины очень существенно, чтобы волны, идущие от разных источников, были согласованы между собой. Длины складывающихся волн должны быть одинаковыми, а сдвиг фаз между колебаниями обеих волн в каждой точке должен оставаться постоянным.
|
|
|
(Слайд №5) Если в какой-то точке сошлись гребни обеих волн (т. е. пришли волны в одинаковой фазе), то в этой точке наблюдается усиленный подъем воды. Через t = T/2 гребни сменяются впадинами (поверхность воды сильно опустится).
В той точке пространства, где встречается гребень одной волны с впадиной другой, колебания взаимно ослабятся (волны приходят в противофазе).
(Слайд №6) Поэтому при наложении этих волн друг на друга на поверхности воды получается ряд областей, в которых колебания особенно сильны, а между ними расположены области с сильным ослаблением.
Каждый гребень волны будем чертить сплошной линией, впадину – пунктирной. Из рисунка видно, что в тех точках пространства, где пересекаются сплошные линии (встречаются два гребня), расположены максимумы результирующей волны, а в точках, где сплошная линия пересекается с пунктирной — минимумы.
(Слайд №7) Назовем разность расстояний от источников до какой-либо точки пространства (например, точки В), где эти волны встречаются с разностью хода двух интерферирующих волн Δd. Разность хода двух волн от источников О и О1 в точке В равна
Δd = d2 — d1 = 4λ – 2λ = 2λ.
|
|
|
Разность хода двух волн в точке В' равна
Δd = d2—d1 = 3(1/2)λ – 2λ = 1(1/2)λ = (3/2)λ.
(Слайд №8) Максимумы интерференционной картины от двух колеблющихся в одинаковой фазе источников получаются в тех местах, где разность хода равна целому числу длин волн, а минимумы — в местах, где разность хода равна нечетному числу. Это условие можно записать следующим образом:
Δd = kλ = 2k(λ/2) — для максимума,
Δd = (k + 1/2)λ = (2k+1)(λ/2) — для минимума, где k = 0, 1,2, 3, ...
Волновой характер света. Опыт Т. Юнга
Первые представления древних ученых о том, что такое свет, были весьма наивны. Считалось, что из глаз выходят особые тонкие щупальца и зрительные впечатления возникают при ощупывании ими предметов. Останавливаться подробно на подобных воззрениях сейчас, разумеется, нет нужды. Мы проследим вкратце за развитием научных представлений о том, что такое свет.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!