Урок 420. Дифракция света. Дифракционная решетка

• Интерференция света подтверждает, что свет - это волна.  

• Дифракция света - это явление, когда волны огибают препятствия.  

• Сегодняшний урок посвящен дифракции световых волн.  

• Тема урока: дифракция света.  

• Домашнее задание: задачи по Мякишеву и Рынкевичу.  

• Задачи из Гельфгата.  

• Свет ведет себя как плоская волна при падении на широкое препятствие.  

• Препятствие большого размера создает четкую границу тени и освещенной области.  

• Свет ведет себя согласно законам геометрической оптики.  

• Лазер освещает экран, создавая пятно.  

• Две линейки создают геометрическую тень.  

• Изменение ширины щели показывает интерференционные полосы.  

• Проволока диаметром 0.1 мм создает светлую полосу вокруг тени.  

• Свет попадает в область геометрической тени, подтверждая волновую природу света.  

• Эксперимент Френеля и Пуассона в 1818 году.  

• Дифракция Френеля: сферические волны и препятствие.  

• Дифракция Фраунгофера: параллельный пучок света и препятствие.  

• Плоские волны и дифракционная картина.  

• Для анализа дифракции используется принцип Гюйгенса-Френеля.  

• Принцип Гюйгенса: волновую поверхность можно разбить на когерентные точечные источники.  

• Френель дополнил принцип: когерентные источники порождают интерференционную картину.  

• Волновой фронт разбивается на маленькие кусочки, называемые зонами Френеля.  

• Интерференция волн от зон Френеля создает дифракционную картину.  

• Принцип Гюйгенса-Френеля: волны от вторичных источников интерферируют, создавая дифракционную картину.  

• Дифракционная решетка состоит из множества параллельных штрихов на стекле.  

• Штрихи создают множество щелей, через которые проходит световая волна.  

• Прозрачная решетка: множество щелей, через которые проходит свет.  

• Плоская волна падает на дифракционную решетку.  

• Две точки на решетке рассматриваются как источники вторичных волн.  

• Разность хода между лучами определяется углом и периодом решетки.  

• Разность хода должна удовлетворять условию максимума.  

• Линза помогает свести лучи в одной точке для интерференции.  

• Все щели создают интерференционную картину, усиливая друг друга.  

• Много когерентных источников создают острые максимумы.  

• Чем больше щелей и гуще штрихи, тем выше и уже максимумы.  

• Дифракционные решетки бывают разных типов и разрешений.  

• Чем больше штрихов на миллиметр, тем меньше угол дифракции.  

• Угол дифракции увеличивается с уменьшением периода решетки.  

• Угол дифракции может принимать несколько значений для каждого порядка.  

• Преобразование сферической волны в плоскую с помощью линзы.  

• Максимум нулевого порядка наблюдается при любом значении длины волны.  

• Максимумы первого, второго и минус первого порядка.  

• Спектры разных порядков: нулевой, первый, второй и т.д.  

• Белый свет создает полоску, а не пятно.  

• Спектр второго порядка шире, чем спектр первого.  

• Фиолетовые лучи отклоняются меньше всего, красные — больше всего.  

• В призме наоборот.  

• Вопросы о получении спектра с помощью призмы или решетки.  

• Использование лазеров для создания дифракционной картины.  

• Демонстрация максимумов разных порядков.  

• Измерение длины волны с помощью дифракционных решеток.  

• Отражательные решетки для наблюдения спектра.  

• Лазерные диски CD и DVD как примеры дифракционных решеток.  

• Наблюдение радужной окраски при отражении белого света.