Жарықтың интерференциясын, дифракциясын және поляризациясын бақылау

Ереже: Жұқа қабықшаның алдыңғы және артқы беттерінен шағылған когерентті бөліктер қабаттасады. Оптикалық жол мен шағылу фазалары толқын ұзындығына қарай әртүрлі күшею немесе әлсіреу береді.

Қолдану: Қалыңдық өзгерген жерде ақ жарықтың басқа спектрлік құрамалары басым қалады. Сондықтан біртекті заттан жасалған қабықша түрлі түсті көрінеді. Бақыланған түс жаңа бояғыштың немесе жаңа жарық жиілігінің пайда болғанын білдірмейді.

Қате нұсқалар: A) Ақ жарықта бірнеше жиілік бар. Интерференция кей толқын ұзындықтарын күшейтіп, басқаларын әлсіретеді, бірақ бәрін бір жиілікке айналдырмайды.

B) Бұл тәжірибеде негізгі себеп — екі шағылған толқынның қабаттасуы. Поляризация туралы мәлімет түстерді жалғыз өзі түсіндіруге жеткіліксіз.

D) Барлық түс бірдей күшейсе, түстік іріктелу болмас еді. Фазалар айырмасы толқын ұзындығына тәуелді.

E) Шартта бояғыштың жоқтығы берілген. Түстің айырмасы химиялық құрам өзгермей-ақ қабықша қалыңдығы мен фазалар айырмасынан пайда болады. Ишара: Бір бастапқы сәуледен қабықшаның екі беті арқылы қандай екі шағылған толқын шығатынын елестет.

Ереже: Бір түске жуық сәуле интерференциясында түстердің кең жиынтығы емес, сол түстің интенсивтілік максимумдары мен минимумдары байқалады. Интерференция үшін бірнеше түс болуы міндетті емес.

Қолдану: Сары сәуленің екі шағылған бөлігі әр жерде әртүрлі фазамен қосылады. Күшейген жерде сары жарық айқын, әлсіреген жерде күңгірт көрінеді. Ақ жарықтағы түрлі түсті өрнек бір түсті жарықтық өрнекпен алмасады.

Қате нұсқалар: A) Қалыңдық біркелкі болмаса, бір толқын ұзындығының өзінде фазалар айырмасы өзгереді. Сондықтан жарық және күңгірт аймақтар болуы мүмкін.

B) Спектрі өте тар сары жарықта толық көрінетін спектр жоқ. Интерференция жоқ түстерді өздігінен өндірмейді.

C) Қалыпты интерференция сәуленің жиілігін көк түске өзгертпейді. Өткен немесе шағылған интенсивтіліктің кеңістіктік үлестірімі өзгереді.

D) Монохроматқа жақын жарық интерференцияға кедергі емес. Екі беттен шағылған бөліктер фазалық айырмасын сақтай алады. Ишара: Көзде жоқ жиілік интерференциядан пайда бола ма, әлде бар жарықтың интенсивтілігі ғана өзгере ме?

Ереже: Жұқа ауа қабатында екі шекарадан шағылған жарық бөліктерінің жол айырмасы қабат қалыңдығына тәуелді. Қалыңдық өзгерсе, берілген нүктедегі фазалар айырмасы да өзгереді.

Қолдану: Пластинаны басқанда бұрын максимум болған орында максимум шарты сақталмауы мүмкін. Сондықтан жолақтар жаңа орындарға ығысады. Бұл бақылау жұқа қабат геометриясы мен интерференциялық сурет арасындағы байланысты көрсетеді.

Қате нұсқалар: A) Қалыңдықтың өзгеруі қосымша жүрген оптикалық жолды өзгертеді. Сондықтан фазалық айырманы тұрақты деп алу жолақтардың жылжуын түсіндірмейді.

C) Қабат қалыңдығы өзгерсе де, әр жердегі шағылу заңы сақталады. Интерференциялық фаза осы заңға қосымша ескеріледі.

D) Пластинаны басу жарық көзінің тербеліс жиілігін басқармайды. Тәжірибедегі негізгі өзгеріс — қабат геометриясы.

E) Жолақтардың жылжуы толық жұтуды білдірмейді. Жарық сақталып, күшею мен әлсіреу орындары ауысады. Ишара: Басқаннан кейін екі шағылған бөліктің біреуінің артық жүретін жолы сақтала ма?

Ереже: Бір поляризациялы тең амплитудалы когерентті толқындардың толық фазалар айырмасы π болса, олардың электр өрістері әр мезетте бірін-бірі өтейді. Интенсивтілік қорытқы өрістің квадратына тәуелді.

Қолдану: Шарт барлық шағылу фазаларын толық айырмаға енгізген. Сондықтан қосымша π қосудың қажеті жоқ: E және −E қосылып нөл береді. Амплитудалардың теңдігі толық сөнуге қажетті шарт ретінде әдейі көрсетілген.

Қате нұсқалар: A) Когерентті бір поляризациялы толқындар үшін интерференциялық мүше бар. Жай қосынды өзара байланыссыз фазалар орташа алынғанда қолданылады.

C) Өрістердің қосылуы сызықтық ортада бастапқы жиілікті екі еселемейді. Нәтиже интенсивтіліктің әлсіреуіне қатысты.

D) Төрт есе максимум тең амплитудалар бір фазада қосылғанда пайда болады. π айырма кезінде өрістер қарама-қарсы.

E) Екінші когерентті өрісті елемеуге болмайды. Ол біріншімен қарама-қарсы фазада дәл тең амплитудамен қосылады. Ишара: Толық фазалар айырмасы берілсе, шағылу фазасын тағы бір рет есепке алма.

Ереже: Бір саңылаудың дифракциясында алғашқы минимум үшін sinθ = λ/a. Мұндағы a — саңылау ені. a азайғанда, λ тұрақты болса, минимум бұрышы артады.

Қолдану: Орталық максимум екі бірінші минимумның арасында орналасқан. Минимумдар осьтен алыстағандықтан, экрандағы орталық жолақ кеңейеді. Бұл қорытынды саңылаудан жарық әлі өтіп, дифракциялық сурет бақыланатын жағдайға қатысты.

Қате нұсқалар: A) Тар саңылау орталық максимумды нөлдік енге сығымдамайды. Керісінше, бұрыштық таралу аймағы кеңейеді.

B) Бір саңылаудың минимум бағыттары саңылау еніне тәуелді. Қалған шамалар тұрақты болса, енді өзгерту суретке әсер етеді.

C) Саңылау тарылғанда дифракциялық шашырау күшейеді. Геометриялық көлеңке ені мен дифракциялық орталық жолақ енін шатастырмау керек.

D) Дифракциялық орталық жолақтың ені саңылау еніне тура емес, кіші бұрышта кері пропорционал. Саңылау тарылса, жолақ кеңейеді. Ишара: Алғашқы минимум формуласында саңылау ені бөлімде тұрғанын байқа.