Планы-конспекты уроков по оптике для 11 класса

Амплитуда колебаний, обусловленных в точке Р отдельной зоной, зависит от площади зоны, от расстояния r от зоны до точки Р и от угла между отрезком r и нормалью к поверхности зоны. Площади зон примерно одинаковы и равны, , где R – радиус кривизны волнового фронта в створе отверстия, r0 – расстояние от отверстия до точки наблюдения P. Амплитуды волн, доходящих до точки наблюдения Р, зависят только от расстояния rk и от угла, составленного направлением этого отрезка с нормалью к поверхности зоны. С увеличением номера зоны расстояние rk и угол наклона возрастают, поэтому амплитуды колебаний, обусловленных в точке Р отдельными зонами, должны монотонно убывать с ростом номера зоны:

.

Так как фазы колебаний, обусловленных в точке Р соседними зонами, противоположны, то амплитуда Ak суммарного колебания, обусловленного действием k зон, равна

,

где знак последнего слагаемого положителен при нечетном k и отрицателен при четном k. При нечетном числе зон амплитуда результирующего колебания больше, чем при четном числе зон, укладывающихся в отверстии.

Учитывая монотонность убывания с ростом номера зоны амплитуды колебаний, обусловленных отдельными зонами, можно доказать приближенное равенство

,

где знак "+" соответствует нечетному числу зон, а знак "−" − четному числу зон.

Если между точечным источником и точкой наблюдения нет никаких препятствий, то есть фронт волн, распространяющихся от источника, полностью открыт, то и интенсивность света в точке наблюдения обусловлена только центральной зоной Френеля, то есть свет распространяется в эту точку прямолинейно.

Одновременно Френелем был проведен также количественный расчет распределения интенсивности при дифракции света на различных рода препятствиях.

Любопытный случай произошел на заседании Французской академии наук в 1818 г. Один из ученых, присутствовавших на заседании, – Пуассон обратил внимание на то, что из теории Френеля вытекают факты, явно противоречащие здравому смыслу. Из полученных Френелем формул следовало, что при определенных размерах отверстия и определенных расстояниях от отверстия до источника света и экрана в центре дифракционной картины должно находиться темное пятнышко, а за маленьким непрозрачным диском, наоборот, в центре тени должно находиться светлое пятно. Каково же было удивление ученых, когда эти факты были экспериментально доказаны в опытах Френеля и Араго.

Из-за того что длина световой волны очень мала, угол отклонения света от направления прямолинейного распространения невелик. Поэтому для отчетливого наблюдения дифракции нужно либо использовать очень маленькие препятствия, или же располагать экран далеко от препятствий. При расстоянии между препятствием и экраном порядка метра размеры препятствий не должны превышать сотых долей миллиметра. Если же расстояние до экрана достигает сотен метров или нескольких километров, то дифракцию можно наблюдать на препятствиях размером в несколько сантиметров и даже метров.

Примерное тематическое планирование изучения оптики в восьмом и одиннадцатом классе
Типовыми учебными планами учреждений общего среднего образования соответствующих видов, утвержденными постановлением Министерства образования республики Беларусь от 26.08.2011 №241 (Зборнік нарматыўных дакументаў Міністэрства адукацыі Рэспублікі Беларусь № 18, 2011 г.), на изучение учебного предмет ...

Содержание и методика экспериментального обучения
Целью формирующего этапа эксперимента являлась разработка педагогических условий формирования у детей 5 года жизни навыков описательной речи и опыта организации деятельности и общения с учетом их характеристик. На формирующем этапе исследования были поставлены следующие задачи: 1. Разработать содер ...

Развитие предметной деятельности в раннем возрасте ребенка
Ранний возраст является периодом интенсивного освоения разнообразных действий с предметами. Интерес к предметам и первые действия с ними возникают уже во второй половине младенческого возраста. Но в 6 - 7 мес. это в основном однообразные неспецифические манипуляции, связанные с общим уровнем активн ...