Тест по физике по теме “Дисперсия света. Интерференция света” 11 класс. | Тест по физике (11 класс) на тему:
ТЕСТ ДИСПЕРСИЯ, ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА.
1 вариант
1. Разложение пучка солнечного света в спектр при прохождении его через призму объясняется тем, что свет состоит из набора электромагнитных волн разной длины, которые, попадая в призму,
А.движутся с разной скоростью
Б.имеют одинаковую частоту
В.поглощаются в разной степени
Г.имеют одинаковую длину волны
2. После прохождения белого света через красное стекло свет становится красным. Это происходит из-за того, что световые волны других цветов в основном
А.отражаются
Б.рассеиваются
В.преломляются
Г.поглощаются
3. Узкий световой пучок после прохождения через прозрачную призму дает на экране спектр. Укажите правильную последовательность цветов в спектре.
А. ор-зел-син-гол Б.
гол-син-зел-фиол
В. ор-жел-зел-гол Г. жел-ор-зел-гол
4. При выдувании мыльного пузыря при некоторой толщине пленки он приобретает радужную окраску. Какое физическое явление лежит в основе этого наблюдения?
А.интерференция
Б.дифракция
В.поляризация
Г.дисперсия
5. На переднюю грань прозрачной стеклянной призмы падают параллельные друг другу зеленый и красный «лучи» лазеров. После прохождения призмы
зел
А.они останутся параллельными
кр Б.они разойдутся так, что не будут
пересекаться
В.они пересекутся
Г.ответ зависит от сорта стекла
6. Интерфереция света – это…
А.отклонение от прямолинейности в распространении световых волн
Б.зависимость показателя преломления вещества от частоты световой волны
В.
перераспределение энергии волн в пространстве при наложении волн друг на друга
Г.исчезновение преломленных лучей
7. Каким образом можно на опыте получить когерентные волны?
А.от двух источников одинаковой частоты
Б.от двух произвольных источников света
В.пропустив свет через стеклянную призму
Г.разделив световой пучок на две части
8. Ученик рассматривает записи в тетради, сделанные синими чернилами через оранжевое стекло. Какой цвет букв он увидит?
А. черный
Б. синий
В. зеленый
Г. оранжевый
9. Условие минимума интерференции когерентных световых волн…
А.∆d=kλ
Б.∆d=kλ/2
В.∆d=2kλ
Г.∆d=(2k+1).λ/2
ТЕСТ ДИСПЕРСИЯ, ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА.
2 вариант
1.Укажите правильное утверждение. Дисперсия проявляется в следующих природных явлениях:
1) цветные разводы на мыльной пленке 2) радуга
А.
только1 Б.только2
В.и1, и2 Г.ни 1, ни2
2.Верно утверждение (-я):
Дисперсией света объясняется физическое явление:
1)фиолетовый цвет мыльной пленки, освещаемой белым светом
2)окрашивание белого света проходящего через фиолетовое стекло
А.только1
Б.только2
В.и1, и2
Г.ни 1, ни2
3.Для определения длин волн угол преломления световых лучей на границе воздух-стекло уменьшается с увеличением длины волны излучения. Ход лучей для трех цветов при падении белого света из воздуха на границу раздела показан на рисунке. Цифрам соответствуют цвета:
А.1-син Б.1-син В.1-кр Г.1-кр
2-зел 2-кр 2-зел 2-син
3-кр 3-зел 3-син 3-зел
1 2 3
5.
На переднюю грань прозрачной стеклянной призмы падают параллельные друг другу оранжевый и фиолетовый «лучи» лазеров. После прохождения призмы
ор
А.они останутся параллельными
фиол Б.они разойдутся так, что не будут
пересекаться
В.они пересекутся
Г.ответ зависит от сорта стекла
6.Дисперсия света – это…
А.огибание волнами препятствий
Б.сложение в пространстве волн
В.разложение бело света на составляющие семь цветов
Г.преломление на границе раздела двух сред
7. Световые волны когерентны, если у них
А.совпадают амплитуды
Б.совпадают частоты
В.постоянен сдвиг фаз
Г.Б и В
8. Ученик рассматривает записи в тетради, сделанные красными чернилами через красное стекло.
Какой цвет букв он увидит?
А.белый Б.красный
В.черный Г.ничего не увидит
9.Условие максимума интерференции когерентных волн
А.∆d=kλ
Б.∆d=kλ/2
В.∆d=2kλ
Г.∆d=(2k+1).λ/2
Ответы:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
Вариант 1 | А | Г | В | А | В | В | Г | А | Г |
Вариант 2 | В | В | В | В | Б | В | Б | Г | А |
Тест Дисперсия, интерференция, дифракция света по физике (11 класс)
Последний раз тест пройден 5 часов назад.
Для учителя
Вопрос 1 из 10
Окрашивание тонких плёнок в различные цвета обусловлено явлением:
ПодсказкаПравильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 2 из 10
Монохроматическая волна – это волна:
волна большой амплитуды
волна, имеющая белый цвет;
имеет определённую частоту
первичная волна
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 3 из 10
Когерентные волны:
волны с одинаковой частотой
волны разных амплитуд
поляризованные волны
результирующие волны при сложении
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 4 из 10
Чем обусловлено существование дисперсии?
Переменное электромагнитное поле световой волны влияет на диэлектрическую проницаемость среды
Распространяясь в среде, свет разной частоты по разному нагревает её
Дефекты полировки призмы по – разному влияют на распространение длинных и коротких световых волн
Длина волны света зависит от его частоты
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 5 из 10
Изменится ли частота и длина волны света при переходе его из вакуума в воду?
Длина волны уменьшается, а частота увеличивается
Длина волны увеличивается, а частота уменьшается
Длина волны уменьшается, частота не изменяется
Длина волны увеличивается, а частота не изменяется
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 6 из 10
Разложение белого света в спектр с помощью стеклянной призмы происходит из-за явления:
ПодсказкаПравильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 7 из 10
Дифракция света – это:
сложение волн в пространстве
огибание волной препятствий
разложение белого цвета в спектр
возникновение вторичных волн
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 8 из 10
Если пропускать пучок солнечного света через поляризатор, то интенсивность выходящего пучка не будет зависеть от угла поворота поляризатора.
Это происходит потому, что:солнечный плоскополяризован
плоскости поляризации световых волн, входящих в пучок, ориентированы вдоль всевозможных направлений, перпендикулярных к лучу
поляризатор не поляризует солнечный свет
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 9 из 10
Технология «просветления» объективов оптических систем основана на использовании явления:
дифракции
дисперсии
интерференции
поляризации
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Вопрос 10 из 10
Одним из доказательств того, что электромагнитные волны поперечные, является существование у них свойств:
поляризация
отражение
преломление
интерференция
Правильный ответ
Неправильный ответ
В вопросе ошибка?
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
Анна Конакова
9/10
Андрей Гришкин
9/10
Стас Крин
10/10
Рейтинг теста
3.4
Средняя оценка: 3.4
Всего получено оценок: 882.
А какую оценку получите вы? Чтобы узнать – пройдите тест.
Тест: Дисперсия. Волновые свойства света
Тест: Дисперсия. Волновые свойства света – Физика 11 классАнглийский язык
Астрономия
Белорусский язык
Биология
География
ИЗО
Информатика
История
Итальянский язык
Краеведение
Литература
Математика
Музыка
Немецкий язык
ОБЖ
Обществознание
Окружающий мир
ОРКСЭ
Русский язык
Технология
Физика
Физкультура
Химия
Черчение
Для учителей
Дошкольникам
VIP – доступ
- Предметы »
- Физика »
- 11 класс »
- Дисперсия.
Дисперсия. Волновые свойства света
Дисперсия, интерференция, дифракция, поляризация.
Физика 11 класс | Автор: Магдалинов В.П. | ID: 12988 | Дата: 2.6.2021
Помещать страницу в закладки могут только зарегистрированные пользователи
Зарегистрироваться
Вопрос №
1
Явление дисперсии возникает благодаря тому, что свет
распространяется с огромной скоростью
имеет сложную структуру и состоит из нескольких цветов
монохроматичен
имеет маленькую длину волны
Дисперсия света объясняется тем, что
показатель преломления стекла больше чем воздуха
показатель преломления зависит от частоты колебаний (длины световой волны)
свет распространяется прямолинейно
свет имеет боьшую частоту колебаний
Вопрос №
3
Самая большая длина волны у
красного цвета
зелёного цвета
фиолетового цвета
Длины волн любого цвета однаковы
Какой цвет имеет наибольший показатель преломения?
Зелёный
Красный
Все одинаковы
Фиолетовый
Вопрос №
5
Самая маленькая скорость света в веществе
у красного цвета
у фиолетового цвета
Скорости любых цветов в веществе одинаовы
равна половине скорости свта в вакууме
Вопрос №
6
Мы видим окружающие тела цветными благодаря
интерференции света
дисперсии света
дифракции света
Вопрос №
7
Если на красный предмет смотреть через зелёное стекло, то предмет мы увидим
белым
зелёным
красным
чёрным
Вопрос №
8
Явление интерференции света доказывает
что свет имеет сложную структуру
его волновую природу
его монохроматичность
что свет может преломляться
Вопрос № 9
Мыльный пузырь мы видим цветным
из за того, что мыльный раствор не прзрачен
т.
к. в нём отражаются окружающие прдметы
благодаря интерференции и дисперсии света
т.к. волны есественного света некогерентны
Вопрос №
10
Дифракция –
процесс распространения волн
явление сложения волн
явление огибания волнами препятствий
процесс разделения волн на фракции
Дифракция волн проявляется особенно отчётливо в случае, когда
длина волн очень большая
длина волн очень маленькая
у вещества больой показатель преломления
размеры препятствий сравнимы с длиной волны или меньше её
Вопрос №
12
Явление дифракции света мы наблюдаем, когда
прищурившись смотрим на яркий источник света
рассматриваем мыльный пузырь
видим бензиновую плёнку на поверхности воды
свет проходит через абсолютно прозрачную среду
Вопрос №
13
Явление дифракци света
ограничивает разрешающую способность микроскопа
ограничивает разрешающую способность телескопа
ограничивает цветовой спектр
создаёт безграничные возможности для применения оптических приборов
Вопрос №
14
С помощью дифракционной решётки можно
определить показатель преломления вещества
определить скорость света
определить длину световой волны
определить размеры источника света
Вопрос №
15
Поляризация света доказывает
конечность скорости распространения света
продольность световых волн
поперечность световых волн
что свет не монохроматичен
Показать ответы
Получение сертификата
о прохождении теста
Доступно только зарегистрированным пользователям
© TestEdu.
ru 2013-2022
E-mail администратора: [email protected]
| Тест по теме: «Интерференция света. Дифракция света». (на соответствие) Разработал учитель физики школы №336 Жигальская О.С.
1. Чем объясняются перечисленные ниже явления? Установите
соответствие между физическими явлениями.
2.
3.
4.
5.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Установите соответствие между
физическими понятиями:Тест с ответами Дифракция (Явление, которое проявляет себя как отклонение …)
Рубрика: Физика
(правильные ответы отмечены плюсом)
1.
Явление, которое проявляет себя как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн:а) дифракция +
б) дисперсия
в) интерференция
2. Окрашивание тонких плёнок в различные цвета обусловлено явлением:
а) дифракция света
б) интерференция и дифракция +
в) дисперсия
3. Монохроматическая волна – это волна:
а) волна, имеющая белый цвет
б) волна большой амплитуды
в) имеет определённую частоту +
4. Когерентные волны:
а) волны с одинаковой частотой +
б) поляризованные волны
в) волны разных амплитуд
5. Изменится ли частота и длина волны света при переходе его из вакуума в воду:
а) длина волны увеличивается, а частота уменьшается
б) длина волны увеличивается, а частота не изменяется
в) длина волны уменьшается, а частота увеличивается +
6. Дифракция света – это:
а) разложение белого цвета в спектр
б) огибание волной препятствий +
в) сложение волн в пространстве
7. Одним из доказательств того, что электромагнитные волны поперечные, является существование у них свойств:
а) отражение
б) преломление
в) поляризация +
8. Дифракция неразрывно связана с явлением:
а) интерференции +
б) дисперсии
в) интервенции
9. На дифракционную решетку с периодом d = 0,2 мм перпендикулярно падает свет длиной волны λ = 600 нм. Определите, на каком расстоянии Δх друг от друга будут располагаться максимумы дифракционной картины нулевого и первого порядков на экране, расположенном на расстоянии L = 0,6 м от решетки:
а) 1 мм
б) 2,5 мм
в) 1,5 мм +
10. Определите наибольший порядок спектра для желтой линии натрия (λ = 589 нм), если постоянная дифракционной решетки d = 2 мкм.:
а) 6
б) 3 +
в) 1
11. Лучи от двух лазеров, свет которых соответствует длинам волн λ и 1,5λ, поочередно направляются перпендикулярно дифракционной решетке. Расстояние между нулевым и первым дифракционным максимумами на удаленном экране:
а) во втором случае в 1,5 раза больше +
б) в первом случае в 1,5 раза больше
в) в обоих случаях одинаково
12. Луч лазера направляется перпендикулярно плоскости дифракционной решетки. Расстояние между нулевым и первым дифракционными максимумами на удаленном экране равно 10 см. Оцените расстояние между нулевым и вторым дифракционными максимумами:
а) 25 см
б) 20 см +
в) 10 см
13. Период дифракционной решетки равен d = 2,5 мкм. Сколько максимумов будет содержать спектр, образующийся при падении на дифракционную решетку плоской волны длиной λ = 400 нм:
а) 13 +
б) 7
в) 1,3
14. Дифракционная решетка имеет 50 штрихов на 1 мм длины. Под каким углом виден максимум второго порядка света с длиной волны 400 нм:
а) arcsin 4
б) arcsin 0,4
в) arcsin 0,04
15. Длина волны для линии в дифракционном спектре третьего порядка, совпадающей с линией спектра четвертого порядка для длины волны 510 нм, равна:
а) 680 нм +
б) 382 нм
в) 860 нм
16. Если постоянная дифракционной решетки d = 0,2 мкм, то для нормально падающего на решетку белого света 400 нм ≤ λ ≤ 750 нм наибольший полностью наблюдаемый порядок спектра равен:
а) 5
б) 4 +
в) 2
17. Как изменится дифракционная картина, если часть дифракционной решетки закрыть:
а) увеличится яркость дифракционной картины
б) останется прежней
в) уменьшится яркость дифракционной картины +
18. На дифракционную решетку, период которой 2 мкм, нормально падает свет с длиной волны 500 нм. Определите, под каким углом наблюдается второй максимум интенсивности:
а) 45°
б) 30° +
в) 20°
19. В центральной части спектра, полученного при освещении дифракционной решетки белым светом, всегда наблюдается:
а) синяя полоса
б) красная полоса
в) белая полоса +
20. Определите постоянную дифракционной решетки, если на нее нанесено 12500 штрихов. Длина решетки 2,5 см:
а) 0,2 мкм
б) 2 мкм +
в) 0,02 мкм
21. Дифракционная решетка имеет 200 штрихов на 1 мм. На решетку нормально падает монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм. Каков наибольший порядок максимума этой решетки:
а) 8 +
б) 9
в) 6
22. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. На экране, установленном за дифракционной решеткой параллельно ей, наблюдается семь максимумов интенсивности света. Определите наибольший порядок дифракции, наблюдаемый при данных условиях:
а) 4
б) 3 +
в) 2
23. На дифракционную решетку нормально падает параллельный пучок монохроматического света. Разность хода волн, идущих от соседних щелей, при угле наблюдения 30° равна 500 нм. Определите период этой решетки:
а) 5 мкм
б) 3 мкм
в) 1 мкм +
24. Лазерный луч красного цвета падает перпендикулярно на дифракционную решетку, имеющую 50 штрихов на 1 мм. На экране наблюдается серия пятен красного цвета. Какие изменения произойдут на экране при замене этой решетки на решетку со 100 штрихами на 1 мм:
а) пятно в центре экрана не сместится, остальные придвинутся к нему
б) пятно в центре экрана не сместится, остальные раздвинутся от него +
в) картина не изменится
25. Сколько зон Френеля укладывается в круглом отверстии диаметром d = 4 мм, если на него падает нормально параллельный пучок лучей (λ = 0,5 мкм). Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии R = 1 м от него:
а) 18
б) 4
в) 8 +
26. Законы геометрической оптики не применяются для размеров, намного меньших длины световой волны, так ли это:
а) в некоторых случаях
б) да +
в) нет
27. Дифракционная решетка представляет собой пленку с нанесенными:
а) штрихами +
б) кругами
в) треугольниками
28. Дифракция – способность волн заходить в область такой тени:
а) цветной
б) физической
в) геометрической +
29. Чем больше длина волны света, тем меньше расстояние от центрального до данного максимума, так ли это:
а) нет +
б) в некоторых случаях
в) да
30. Спектры, получаемые с помощью призмы и дифракционной решетки, не отличаются так ли это:
а) в некоторых случаях
б) нет +
в) да
Тест по физике (11 класс) с ответами
Какие волны называются когерентными?
волны, имеющие одинаковую частоту
волны, имеющие одинаковую амплитуду
волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз
Поляризация света доказывает, что свет –
поток нейтральных частиц
поперечная волна
продольная волн
Что называется дифракцией света?
разложение белого света в спектр при помощи стеклянной призмы
усиление или ослабление света при наложении двух когерентных волн
огибание светом препятствий
Цвета спектра (красный – к, оранжевый – о, синий – с, желтый – ж, голубой – г, зеленый – з, фиолетовый – ф) в порядке убыли длины волны правильно указаны в ответе:
1. ф, с, г, з, ж, о, к
к, о, ж, з, г, с, ф
ф, г, з, с, ж, о, к
Радужная окраска тонких пленок нефтепродуктов в лужах вызвана явлением
дифракции
дисперсии
интерференции
Просветление линз объясняется за счет явления
дифракции
поляризации
интерференции
При просмотре фильмов в формате 3D зрители надевают специальные очки, которые позволяют «сделать» изображение объемным. На каком явлении основано действие очков?
дисперсия
поляризация
дифракция
Каким образом можно на опыте получить когерентные волны?
от двух источников одинаковой частоты
от двух произвольных источников
разделив световой луч на две части
Укажите длину волны видимого света
50 мкм
5 мкм
0,5 мкм
При соприкосновении двух стеклянных пластин в отраженном свете можно наблюдать образование разноцветных полос. Это явление связано с
интерференцией света
дифракцией света
дисперсией света
Какой ученый открыл явление дисперсии?
Ньютон
Лоренц
Гюйгенс
Чему равен абсолютный показатель преломления?
Что является обязательным условием интерференции?
наличие поляризатора
когерентность световых волн
все перечисленное
Способна ли призма изменять свет?
нет
да
Для чего используют дифракционную решетку?
для определения скорости световой волны
для определения частоты колебаний
для определения длины световых волн
Какой ученый открыл явление интерференции света?
Френель
Ньютон
Юнг
Как называется устройство, представляющее собой совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками?
поляроид
дифракционная решетка
призма
При каких условиях будет наблюдаться интерференция двух пучков света?
амплитуды колебаний одинаковы
начальные фазы колебаний одинаковы
частоты колебаний одинаковы
Условие интерференционных минимумов когерентных волн:
Условие интерференционных максимумов когерентных волн:
Крылышки стрекозы на солнце переливаются всеми цветами радуги. Каким свойством света можно объяснить это явление?
интерференция
дисперсия
дефракция
Какое название получила интерференционная картина, имеющая вид концентрических колец?
кольца Юнга
кольца Ньютона
кольца Гюйгенса
Что называется дисперсией света?
усиление или ослабление света при наложении двух когерентных волн
огибание светом препятствий
разложение белого света по цветам спектра
Какова длина световой волны?
от 4·10-7 до 8·10-7 м
от 4·10-7 до 8·10-7 км
от 4·107 до 8·107 м
Где применяют явление интерференции?
проверка качества поверхности
просветление оптики
все перечисленное
В работах какого ученого было завершено исследование дифракции?
Лоренц
Френель
Юнг
Обычно период дифракционной решетки равен:
10 мкм
2мкм
0,1 мкм
Какие световые волны называются поляризованными?
с колебаниями, происходящими в одной определенной плоскости
с колебаниями, происходящими по всем направлениям, перпендикулярным направлению распространению волн
Что относится к недостатку поляроидов?
красный оттенок, который они придают белому свету
фиолетовый оттенок, который они придают белому свету
у них нет недостатков
Что такое радуга?
дифракция света в мельчайших капельках воды
интерференция света в мельчайших капельках воды
дисперсия света в мельчайших капельках воды
Для чего используют кристалл турмалина?
для преобразования плоскополяризованного света в естественный
для преобразования естественного света в плоскополяризованный
для разложения белого света на спектр
Где применяют явление дисперсии?
шлифовка бриллиантов
просветление оптики
все перечисленное
Название какого термина произошло от латинского слова cohaereus – взаимосвязанный?
дисперсия
поляризация
когерентность
Когерентны ли волны от различных источников света?
да
нет
Какой из названных лучей наиболее сильно преломляется?
красный
фиолетовый
желтый
Кому из ученых первому удалось измерить длину световой волны?
Ньютону
Лоренцу
Юнгу
Изменяется ли длина волны при переходе ивета из одной среды в другую?
да
нет
Как называется устройство, представляющее собой тонкую пленку кристаллов герапатита, нанесенную на стеклянную пластинку?
поляроид
дифракционная решетка
призма
По какой формуле можно вычислить период d дифракционной решетки (a – ширина прозрачных щелей, b – непрозрачных)?
d = a – b
d = a + b
d
Волны от различных источников света могут быть когерентными, если эти источники –
электрические
химические
квантовые
Ответы.
Номер вопроса
Ответ
3
2
3
2
3
3
2
3
3
1
1
1
2
1
3
2
2
3
1
3
1
2
3
1
3
2
1
1
2
3
2
1
3
2
2
3
1
2
2
3
Поделиться с друзьями:
Adblock
detector
Дифракция световых волн – Обзор физики (видео)
Привет и добро пожаловать на это видео о дифракции световых волн! В этом видео мы сравним и сопоставим дифракцию и дисперсию и посмотрим, как работают дифракционные решетки. Давайте начнем!
Дисперсия и дифракция — это описания света, взаимодействующего с веществом по-разному, и оба могут использоваться для разделения света с несколькими длинами волн. Давайте рассмотрим каждый из них отдельно.
Дисперсия возникает, когда свет с разными длинами волн, например белый свет, попадает на преломляющую поверхность, например на призму. Когда белый свет попадает на преломляющую поверхность, разные цвета света разделяются из-за разной длины волны. Более короткие волны (фиолетовые) преломляются сильнее, чем более длинные (красные). Они снова преломляются после выхода из призмы из-за различий в преломляющих свойствах воздуха и призмы.
Преломляющие материалы описываются их 9{8} м/с\) в вакууме он движется медленнее в любой среде в зависимости от оптической плотности. Термин, используемый для измерения отношения скорости света в вакууме, c , к скорости света в среде, v , называется показателем преломления: n=c/v , и это также показатель оптической плотности материала.
Чем оптически плотнее материал, тем выше показатель преломления.
Количество света, поглощаемого преломляющим материалом, зависит от длины волны света. Другими словами, материалы имеют диапазон оптических плотностей, соответствующих разным длинам волн.
Итак, вся картина дисперсии состоит в том, что разные длины волн света по-разному поглощаются атомами в преломляющей среде, что приводит к несколько разным показателям преломления и немного разным углам преломления для каждой длины волны света, тем самым рассеивая легкий.
Дифракция, с другой стороны, относится к явлению изгиба волн, когда они проходят через отверстие или вокруг края объекта.
Степень изгиба волны зависит от размера длины волны и размера отверстия или апертуры. Если эти две вещи похожи по размеру, то свет можно гнуть больше. Поскольку длины волн видимого света очень и очень малы, это явление может быть не очень интуитивным.
Посмотрим на волны на воде. Если вы когда-нибудь были в океане, вы можете себе представить, как накатывают волны воды. Но что происходит, когда в воду помещается стена с небольшим отверстием? Давайте взглянем.
Поскольку водные волны по размеру аналогичны отверстию в стене, здесь виден изгиб волн. Так же работает и со светом!
Когда мы направляем луч света через маленькое отверстие на стену или экран, мы видим дифракционную картину. Этот узор выглядит как серия ярких пятен.
Этот эксперимент называется экспериментом с одной щелью. Он создает узор с самым ярким пятном в середине, которое постепенно переходит в темное пятно, затем снова светлое пятно, которое немного менее яркое с обеих сторон, пока яркое пятно полностью не исчезнет. Темные пятна известны как минимумы.
Уравнение, используемое для описания этого паттерна на основе каждого отдельного темного пятна, выглядит следующим образом: синус тета равен n, умноженному на лямбда, относительно d.
\(sin\Theta =\frac{n\lambda}{d}\)
θ — угол от центра экрана до измеряемых минимумов, λ — длина волны света, d — размер апертура, а n — количество минимумов, которые вы находитесь вдали от центра (1,2,3…). Из этого уравнения видно, что по мере уменьшения размера апертуры d угол, под которым расходится свет, увеличивается, а это означает, что он будет больше изгибаться при меньших отверстиях апертуры.
Яркие пятна в узоре, которые мы называем «максимумами», создаются посредством конструктивной интерференции , когда световые волны встречаются гребень к гребню или впадина к впадине и объединяются, увеличивая амплитуду. Минимумы создаются деструктивной интерференцией , когда световые волны встречаются не в фазе или переходят от вершины к впадине и компенсируют друг друга.
В эксперименте с одной щелью световой узор не очень хорошо разрешается, а это означает, что он постепенно становится ярче и темнее. Однако мы можем получить лучшее разрешение, если увеличим количество отверстий до двух или более.
Теперь поговорим о дифракционных решетках. Дифракционные решетки представляют собой небольшие слайды с несколькими равноотстоящими щелями заданного размера, обычно очень маленькими. Когда световой луч проходит через решетку, существует гораздо больше возможностей для конструктивной и деструктивной интерференции, поскольку свет огибает несколько отверстий по сравнению с одной щелью. Вот почему мы получаем гораздо более четкие узоры с этими типами решеток.
Дифракция на множестве щелей описывается уравнением, где синус тета равен m, умноженному на лямбда, относительно d.
\(sin\Theta =\frac{m\lambda}{d}\)
θ — угол от центра экрана до измеряемых максимумов, λ — длина волны света, d — расстояние между щелями , а m – количество максимумов, которые вы находитесь вдали от центра. Таким образом, это уравнение немного отличается от уравнения с одной щелью, потому что мы измеряем максимумы, а не минимумы.
Поскольку дифракционные решетки могут разделять свет в зависимости от длины волны и размера апертуры, мы также можем использовать эти решетки для разделения белого света на разные цвета, как это делает призма. Хотя при дифракции процесс не основан на показателе преломления.
Теперь, когда мы обсудили дисперсию и дифракцию и чем они похожи, давайте проверим наши знания, ответив на пару вопросов!
1. Если у вас есть два объекта с разным преломлением и вы знаете, что свет проходит через один быстрее, чем через другой, у какого из них показатель преломления выше? Какой из них оптически более плотный?
- Тот, через который свет распространяется быстрее, имеет более высокий показатель преломления, но другой оптически более плотный.
- Тот, через который свет распространяется медленнее, имеет более высокий показатель преломления, но другой оптически более плотный.
- Тот, через который свет распространяется быстрее, имеет более высокий показатель преломления и более оптически плотный.
- Тот, через который свет распространяется медленнее, имеет более высокий показатель преломления и более оптически плотный.
Правильный ответ: D.
Если свет проходит через материал медленнее, то он по определению более оптически плотный. Показатель преломления — это отношение c/v, поэтому, когда скорость v в среде ниже, показатель преломления выше.
2. Верно или неверно: радиоволна с длиной волны 1 метр, проходящая через дверной проем, создаст дифракционную картину.
Правильный ответ – Верно!
Все типы волн обладают способностью преломляться. Поскольку дверной проем по размеру подобен длине волны радиоволны, он будет преломляться и создавать дифракционную картину. Однако радиоволны не видны. Если бы детекторы радиоволн были установлены вдоль стены, рисунок можно было бы обнаружить.
Это все для этого обзора! Спасибо за просмотр и удачной учебы!
свет | Определение, свойства, физика, характеристики, типы и факты
видимый спектр света
Посмотреть все средства массовой информации
- Ключевые люди:
- Исаак Ньютон Альберт Эйнштейн Джеймс Клерк Максвелл Птолемей Роджер Бэкон
- Похожие темы:
- цвет Солнечный лучик фотон интенсивность света скорость света
Просмотреть весь связанный контент →
Популярные вопросы
Что такое свет в физике?
Свет — это электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. Электромагнитное излучение возникает в чрезвычайно широком диапазоне длин волн, от гамма-лучей с длиной волны менее примерно 1 × 10 90 123 −11 90 124 метров до радиоволн, измеряемых в метрах.
Какова скорость света?
Скорость света в вакууме является фундаментальной физической константой, и принятое в настоящее время значение составляет 299 792 458 метров в секунду, или около 186 282 миль в секунду.
Что такое радуга?
Радуга образуется при преломлении солнечного света сферическими каплями воды в атмосфере; два преломления и одно отражение в сочетании с хроматической дисперсией воды создают первичные цветовые дуги.
Почему свет важен для жизни на Земле?
Свет является основным инструментом восприятия мира и взаимодействия с ним для многих организмов. Солнечный свет согревает Землю, определяет глобальные погодные условия и запускает поддерживающий жизнь процесс фотосинтеза; около 10 22 джоулей солнечной лучистой энергии достигает Земли каждый день. Взаимодействие света с материей также помогло сформировать структуру Вселенной.
Каково отношение цвета к свету?
В физике цвет ассоциируется именно с электромагнитным излучением определенного диапазона длин волн, видимым человеческому глазу. Излучение таких длин волн составляет часть электромагнитного спектра, известную как видимый спектр, т. е. свет.
Сводка
Прочтите краткий обзор этой темы
свет , электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. Электромагнитное излучение возникает в чрезвычайно широком диапазоне длин волн, от гамма-лучей с длиной волны менее примерно 1 × 10 −11 метра в радиоволны, измеряемые в метрах. В этом широком спектре длины волн, видимые человеку, занимают очень узкую полосу, от примерно 700 нанометров (нм; миллиардных долей метра) для красного света до примерно 400 нм для фиолетового света. Области спектра, примыкающие к видимому диапазону, часто также называют световыми, инфракрасными с одной стороны и ультрафиолетовыми с другой. Скорость света в вакууме — фундаментальная физическая константа, принятое в настоящее время значение которой равно ровно 299 792 458 метров в секунду, или около 186 282 миль в секунду.
Нет однозначного ответа на вопрос «Что такое свет?» удовлетворяет множеству контекстов, в которых свет воспринимается, исследуется и используется. Физик интересуется физическими свойствами света, художник — эстетической оценкой визуального мира. Благодаря зрению свет является основным инструментом восприятия мира и общения в нем. Солнечный свет согревает Землю, определяет глобальные погодные условия и запускает поддерживающий жизнь процесс фотосинтеза. В самом большом масштабе взаимодействие света с материей помогло сформировать структуру Вселенной. Действительно, свет дает окно во Вселенную, от космологических до атомных масштабов. Почти вся информация об остальной Вселенной достигает Земли в виде электромагнитного излучения. Интерпретируя это излучение, астрономы могут заглянуть в самые ранние эпохи Вселенной, измерить общее расширение Вселенной и определить химический состав звезд и межзвездной среды. Точно так же, как изобретение телескопа резко расширило возможности исследования Вселенной, так и изобретение микроскопа открыло сложный мир клетки. Анализ частот света, испускаемого и поглощаемого атомами, явился основным толчком к развитию квантовой механики. Атомная и молекулярная спектроскопия продолжает оставаться основным инструментом для исследования структуры вещества, обеспечивая сверхчувствительные тесты атомных и молекулярных моделей и внося свой вклад в изучение фундаментальных фотохимических реакций.
Свет передает пространственную и временную информацию. Это свойство лежит в основе областей оптики и оптических коммуникаций, а также множества связанных с ними технологий, как зрелых, так и развивающихся. Технологические приложения, основанные на манипулировании светом, включают лазеры, голографию и волоконно-оптические телекоммуникационные системы.
В большинстве повседневных обстоятельств свойства света можно вывести из теории классического электромагнетизма, в которой свет описывается как связанные электрические и магнитные поля, распространяющиеся в пространстве в виде бегущей волны. Однако эта волновая теория, разработанная в середине 19 в.го века недостаточно для объяснения свойств света при очень низкой интенсивности. На этом уровне квантовая теория необходима для объяснения характеристик света и взаимодействия света с атомами и молекулами. В своей простейшей форме квантовая теория описывает свет как состоящий из дискретных пакетов энергии, называемых фотонами. Однако ни классическая волновая модель, ни классическая модель частиц не описывают свет правильно; свет имеет двойственную природу, которая раскрывается только в квантовой механике. Этот удивительный корпускулярно-волновой дуализм характерен для всех первичных составляющих природы (например, электроны имеют как корпускулярный, так и волновой аспекты). С середины 20-го века физики считали законченной более полную теорию света, известную как квантовая электродинамика (КЭД). КЭД объединяет идеи классического электромагнетизма, квантовой механики и специальной теории относительности.
Britannica Quiz
27 правильных или неверных вопросов из самых сложных научных викторин Britannica
Как много вы знаете о Марсе? Как насчет энергии? Думаете, будет проще, если вам придется выбирать только правду или ложь? Узнайте, что вы знаете о науке с помощью этой сложной викторины.
В этой статье основное внимание уделяется физическим характеристикам света и теоретическим моделям, описывающим природу света. Его основные темы включают введение в основы геометрической оптики, классические электромагнитные волны и эффекты интерференции, связанные с этими волнами, а также основные идеи квантовой теории света. Более подробные и технические презентации этих тем можно найти в статьях «Оптика, электромагнитное излучение, квантовая механика и квантовая электродинамика». См. также относительность для получения подробной информации о том, как рассмотрение скорости света, измеренной в различных системах отсчета, сыграло решающую роль в развитии специальной теории относительности Альберта Эйнштейна в 1905 году. world
Хотя есть явные свидетельства того, что ряд ранних цивилизаций использовали простые оптические инструменты, такие как плоские и криволинейные зеркала и выпуклые линзы, древнегреческим философам обычно приписывают первые формальные рассуждения о природе света. Концептуальное препятствие, заключающееся в том, чтобы отличить человеческое восприятие визуальных эффектов от физической природы света, препятствовало развитию теорий света. В этих ранних исследованиях преобладало созерцание механизма зрения. Пифагор ( с. 500 до н.э.) предположил, что зрение вызывается визуальными лучами, исходящими из глаза и ударяющими по предметам, тогда как Эмпедокл ( ок. 450 до н.э.), по-видимому, разработал модель зрения, в которой свет излучался как предметами, так и глазом. Эпикур ( г. ок. г. 300 г. до н.э.) считал, что свет излучается другими источниками, помимо глаза, и что зрение возникает, когда свет отражается от объектов и попадает в глаз. Евклид ( ок. 300 г. до н.э.) в своей книге Оптика представил закон отражения и обсудил распространение световых лучей по прямым линиям. Птолемей ( с. 100 н.э.) предпринял одно из первых количественных исследований преломления света при его переходе из одной прозрачной среды в другую, сведя в таблицу пары углов падения и пропускания для комбинаций нескольких сред.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
С упадком греко-римского царства научный прогресс переместился в исламский мир. В частности, аль-Махмун, седьмой аббасидский халиф Багдада, основал Дом Мудрости (Байт аль-Хикма) в 830 г. н.э. для перевода, изучения и улучшения эллинистических научных и философских трудов. Среди первых ученых были аль-Хорезми и аль-Кинди. Известный как «философ арабов», аль-Кинди расширил концепцию прямолинейно распространяющихся световых лучей и обсудил механизм зрения. К 1000 г. от пифагорейской модели света отказались, и возникла лучевая модель, содержащая основные концептуальные элементы того, что сейчас известно как геометрическая оптика. В частности, Ибн аль-Хайтам (латинизированный как Альхазен) в Китаб аль-маназир ( с. 1038; «Оптика») правильно приписал зрение пассивному восприятию световых лучей, отраженных от предметов, а не активному излучению световых лучей из глаз. Он также изучал математические свойства отражения света от сферических и параболических зеркал и нарисовал подробные изображения оптических компонентов человеческого глаза. Работа Ибн аль-Хайтама была переведена на латынь в 13 веке и оказала побудительное влияние на францисканского монаха и естествоиспытателя Роджера Бэкона. Бэкон изучал распространение света через простые линзы и считается одним из первых, кто описал использование линз для коррекции зрения.
alwinpatayanordinez
РАССЕЯНИЕ
Явление расщепления белого света на составляющие его цвета называется дисперсией. Белый свет содержит много длин волн (он содержит свет многих длин волн (цветов)). Поскольку их длины волн различны, их скорости в среде различны, но в вакууме все длины волн распространяются с одинаковой скоростью. В материальной среде скорости разных длин волн различны. Поэтому, когда луч белого света проходит через среду, материальная среда расщепляет белый свет на разные компоненты. Это явление называется дисперсией.
Когда белый свет проходит через призму, он распадается на полосу из семи цветов, ВИБГЁР. Полученная полоса цветов называется спектром. Рассеивание света приводит к образованию спектра.
Рассеяние света:
Рассеяние света — это отклонение световых лучей от их прямого пути. Когда свет распространяется через атмосферу, он движется по прямой траектории, пока ему не препятствуют частицы пыли или молекулы газа в атмосфере. Процесс, при котором свет отклоняется частицами среды, через которую проходит свет, называется рассеянием. Здесь это не расщепление света, с другой стороны, здесь падающий луч света просто перенаправляется после столкновения с атмосферными частицами. Голубой цвет неба обусловлен рассеянием солнечного света молекулами воздуха. Во время восхода и заката солнечному свету приходится преодолевать большее расстояние, поэтому более короткие волны рассеиваются и удаляются, и до нас доходят только красные длины волн.
Электромагнитные волны
Как световые волны, так и радиоволны являются примерами электромагнитных волн, а это означает, что они попадают в тот же электромагнитный спектр, что и инфракрасные волны (излучаемое тепло, которое вы чувствуете от печи), ультрафиолетовые волны (излучение, вызывающее солнечные ожоги) , и микроволны (излучение, используемое для приготовления пищи в микроволновой печи)
Иллюстрация электромагнитного спектра
Поскольку все это волны, у них у всех есть длина волны, определяющая расстояние, на котором изменяется их амплитуда. Длина волны радиоволн может достигать длины вашей руки (и даже длиннее!), в то время как волны видимого света имеют длину волны, равную тысячной части ширины человеческого волоса 9.0003
Рисунок длины волны с отмеченными гребнем, амплитудой и впадинами
Интерференция волн
Когда две волны сближаются, их эффекты суммируются. Если гребни или самые высокие части волн идеально совпадают, гребень объединенной волны будет суммой высот двух исходных гребней. Аналогичным образом, если самые нижние части волн ( впадин ) выстраиваются точно в линию, то комбинированная впадина будет равна глубине двух объединенных первоначальных впадин. Это известно как конструктивная интерференция , при которой две волны (одной длины волны) взаимодействуют таким образом, что они выровнены, что приводит к новой волне, которая больше исходной волны.
Фигура конструктивной интерференции
Однако, если две волны не идеально выровнены, то при приближении гребня одной волны он будет тянуться впадиной другой волны. Результирующая комбинированная волна будет иметь гребни, которые короче, чем гребни исходной волны, и впадины, которые мельче, чем любая из входящих волн. Это известно как деструктивная интерференция .
Рисунок деструктивной интерференции двух ненаправленных волн, создающих волну с меньшей амплитудой
В самом деле, если две волны (с одинаковой амплитудой) при слиянии смещаются ровно на половину длины волны, то гребень одной волны идеально совпадут с впадиной другой волны, и они нейтрализуют друг друга. В результате комбинированная волна вообще не будет иметь гребней или впадин, а вместо этого будет выглядеть как плоская линия или вообще не будет волны!
Рисунок деструктивной интерференции двух не совпадающих по фазе волн, не создающих волны
Интерференция с двумя щелями
Допустим, у вас есть лазерная указка. Лазер — это, по сути, просто набор световых волн, имеющих одинаковую длину волны и выстроенных в линию друг к другу. Предположим, вы помещаете перед лазерным лучом карту с двумя прорезями, так что волны могут проходить только через две точки. Затем вы измеряете количество света, падающего на стену на другой стороне комнаты в различных точках.
Изображение лазерного луча, проходящего через две щели к противоположной стене света. Это означает, что если мы выберем точку на стене, на нее будут падать две световые волны; один из верхней щели и один из нижней щели. По мере приближения к стене и близко друг к другу они начнут мешать. Мы знаем, что две волны были совершенно одинаковыми, когда достигли карты, но они не обязательно будут такими же, когда достигнут стены. Давайте выберем точку на стене для измерения двух волн, скажем, над верхней щелью.
Фигура волн в фазе, проходящих через щели и смещающихся по фазе по мере приближения к противоположной стене над верхней щелью потребуется больше длин волн, чтобы преодолеть большее расстояние. Если мы выберем другую точку на стене, то снова получим разное количество длин волн для каждого пути, который проходит свет от щели до стены. Суть в том, чтобы сравнить количество длин волн, которое требуется каждой световой волне, чтобы пройти от щели до стены. Для конструктивной интерференции разница длин волн будет составлять целое число целых длин волн. Для деструктивной интерференции это будет целое число целых длин волн плюс половина длины волны.
Подумайте о точке точно между двумя щелями. Световые волны будут проходить одинаковое расстояние, поэтому они будут проходить одинаковое количество длин волн. Это означает, что в этом месте всегда будут конструктивные помехи, поэтому мы всегда будем видеть яркое пятно на стене посередине.
Фигура волн в фазе, проходящих через щели и поражающих цель на противоположной стене между двумя щелями ) будут становиться все более и более разными, пока мы не достигнем точки, в которой они совпадут плюс половина длины волны. В этот момент одна из волн ударится о стену гребнем, а другая ударится о впадину, поэтому они эффективно нейтрализуют друг друга, в результате чего там образуется темное пятно.
Рисунок волн, проходящих через щели и поражающих цель на противоположной стене ниже нижней щели
По мере удаления от центра длины путей будут меняться, пока мы не достигнем точки, где они совпадают плюс целая длина волны, так что мы снова получим конструктивную интерференцию, потому что две волны встретятся в одном и том же месте в своем цикле длин волн. Это приведет к еще одному яркому пятну на стене.
Этот узор будет чередоваться, так что мы получим узор из светлых и темных пятен, как над, так и под нашим центральным ярким пятном.
Рисунок дифракционной картины на противоположной стене
Если ваши щели расположены дальше друг от друга, световые волны будут исходить из точек, которые находятся дальше друг от друга. Это означает, что длины их путей будут больше отличаться друг от друга, давая яркие пятна, расположенные ближе друг к другу.
Рисунок дифракционных картин через широкую щель против узкой
Дифракция через одну щель вся область между прорезями в нашей карте.
Это все еще маленькая щель, но она намного больше наших щелей из эксперимента с двумя щелями. Мы можем сделать вид, что разделили нашу щель на части, и сравнить длины пути света, идущего от этих частей друг к другу, чтобы выяснить, какой вид интерференционной картины мы получим, когда они взаимодействуют.Начнем с середины стены, как мы делали это в случае с двухщелевым корпусом.
Рисунок волн, проходящих через одиночную щель в сторону цели на стене прямо напротив щели
Выберем точки на двух краях щели. Они находятся на одинаковом расстоянии от центра щели, поэтому длины их пути до центральной точки на стене будут одинаковыми. Мы знаем, что это означает, что они будут конструктивно вмешиваться друг в друга.
Если мы выберем две точки, которые находятся дальше, но на одинаковом расстоянии от середины щели, они также будут иметь одинаковую длину пути до центральной точки на стене. Они также будут конструктивно мешать друг другу.
Итак, мы видим, что в этой центральной точке происходит много конструктивных помех, фактически из-за этого там будет яркое пятно.
Если мы хотим найти темное место на стене, мы должны найти место, где есть самые разрушительные помехи. Вместо того, чтобы брать точки симметрично поперек щели, давайте возьмем две точки, одну на верхнем краю и одну чуть ниже центральной линии, и сравним их.
Рисунок волн, проходящих через одну щель к двум разным мишеням на противоположной стене
Поскольку все эти пары находятся на одинаковом расстоянии друг от друга поперек щели, если мы измерим длину пути от каждой пары до одной и той же точки на стене, каждая пара будет иметь одинаковую разницу в длине пути. (Помните, что пары не будут иметь одинаковую абсолютную длину пути, просто одинаковую разницу в длине пути, что нас в любом случае интересует.) Если мы найдем точку на стене, где одна пара имеет половину длины волны в длине пути, то мы нашли точку, где будут все пары. В этой точке будет много деструктивных помех от всех разных пар, поэтому мы увидим общее темное пятно.
Как и в случае с темным пятном, если мы найдем пятно, где эти пары имеют разность в длине пути на полную длину волны, мы получим еще одно яркое пятно.
Рисунок однощелевой дифракционной картины
Если мы сравним однощелевую дифракционную картину с двухщелевой интерференционной картиной, то пятна намного крупнее и более разбросаны. В частности, центральное яркое пятно намного больше, чем у двойных щелей такой же ширины. Мы можем рассматривать дифракцию как свет, распространяющийся, когда он достигает отверстия или другого барьера, и пытается обойти этот барьер. В процессе распространения он интерферирует сам с собой, создавая узор из светлых и темных пятен, который мы называем дифракционной картиной.
Двухщелевая интерференция с дифракцией
Когда мы говорили о двухщелевой интерференции, мы делали вид, что только одна световая волна может пройти через каждую щель за раз. Если вместо этого мы поймем, что несколько световых волн проходят через каждую из двух щелей одновременно, то мы увидим, что для каждой отдельной щели будет картина дифракции (в дополнение к интерференционной картине с двумя щелями). Поскольку две щели расположены близко друг к другу, а их дифракционные картины широкие, их индивидуальные дифракционные картины похожи, и мы можем объединить две дифракционные картины, чтобы получить ту же самую «однощелевую» дифракционную картину, которую мы получили для одной щели. Эта картина будет сдерживать нашу интерференционную картину с двумя щелями, ограничивая яркость ярких пятен в любой заданной точке стены.
Если у нас есть яркое пятно на дифракционной картине, то наши интерференционные яркие пятна могут быть такими яркими, как мы хотим. Но если у нас есть дифракционное темное пятно, то светлые пятна на нашей интерференционной картине не могут быть ярче дифракционного темного пятна и полностью исчезнут.
Изображение огибающей с одной щелью, дифракция с двумя щелями и результирующая дифракция с одной щелью и дифракция с двумя щелями щель взаимодействует сама с собой.
Рассмотрим следующее
Представьте наш сценарий помех от сигналов рации. Предположим, что приемник находится между человеком, посылающим сигнал рации, и твердым каменным утесом, и мы знаем, что длина волны сигнала рации составляет 1 метр. Сигнал достигнет приемника, но затем продолжит идти мимо них к обрыву и отразится от него. Затем сигнал вернется к приемнику. Это означает, что расстояние между приемником и скалой будет определять, как входящие и отраженные волны взаимодействуют друг с другом. Разница в длине пути будет равна расстоянию от приемника, которое проходит волна, плюс расстояние обратно.
Иллюстрация приема сигналов рации прямо и косвенно от отражения от скального обрыва
Поскольку длина волны сигнала рации составляет 1 метр, то для конструктивных помех разность хода должна быть кратна целому метру , полтора метра на деструктивные помехи. Приемник может попытаться переместиться ближе или дальше от обрыва, чтобы попытаться заставить помехи сигнала работать в своих интересах.
Каталожные номера:
https://www. topperlearning.com/forums/home-work-help-19/в чем разница-между-рассеиванием-и-рассеянием-физики-человеческим-глазом-и- the-colorful-world-86913/reply
https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/physical-processes/light-and-electromagnetic-radiation-questions/a/diffraction-and-constructive-and -деструктивная-интерференция
Дифракция: волновая и световая научная деятельность
Свет изгибается, когда он проходит по краю или через щель. Это искривление называется дифракцией. Вы можете легко продемонстрировать дифракцию, используя свечу или маленькую яркую лампочку фонарика и прорезь, сделанную двумя карандашами. Дифракционная картина — узор из темного и светлого, возникающий, когда свет огибает край или края — показывает, что свет имеет волнообразные свойства.
Тема:
Физика
Лайт
Waves
Ключевые слова:
Дифракция
На основе выставок
NGSS и EP & CS:
9000 2 9000 2
9000 2
9000 2
9000 2
9000 2
9000 2
9000 2
9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2
NGSS и CS. и эффект
Масштаб, пропорция и количество
Инструменты и материалы
- Два чистых новых карандаша с ластиками
- Кусок прозрачного скотча (подойдет любой тонкий скотч)
- Фонарик Mini Maglite ( не заменяет другие фонари ) или свеча со спичками или зажигалкой.
- Дополнительно: Кусочки ткани, перо, пластиковая дифракционная решетка, металлический экран, человеческий волос.
Сборка
- Зажгите свечу или, если вы используете Mini Maglite, отвинтите верхнюю часть фонарика. Крошечная лампа зажжется и будет ярко светить. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: если вы используете мини-светодиодный фонарь Maglite, убедитесь, что он настроен на затемнение, прежде чем откручивать верхнюю часть фонарика. Избегайте смотреть прямо на свет в течение длительного периода времени.
- Оберните один слой ленты вокруг верхней части одного из карандашей, чуть ниже ластика.
Действия и уведомления
Поместите фонарь на устойчивую поверхность на расстоянии не менее одной руки от себя.
Держите два карандаша рядом, ластиком вверху. Лента, обернутая вокруг одного карандаша, должна держать карандаши немного друг от друга, образуя тонкую щель между ними, прямо под лентой. Поднесите оба карандаша к одному глазу (на расстоянии около 2,5 см) и посмотрите на источник света через прорезь между карандашами. Сожмите карандаши вместе, сделав щель меньше.
Обратите внимание, что есть линия света, перпендикулярная щели. Глядя в щель, вращайте карандаши, пока они не станут горизонтальными, и обратите внимание, что линия света становится вертикальной.
Если вы присмотритесь, то увидите, что линия состоит из крошечных пятен света. Когда вы сжимаете щель, световые пятна увеличиваются и расходятся, удаляясь от центрального источника света, и их становится легче увидеть. Обратите внимание, что у пятен есть синие и красные края, а синие края расположены ближе к источнику света.
Туго натяните волосы и держите их на расстоянии около 2,5 см от глаз. Переместите волосы, пока они не окажутся между вашим глазом и источником света, и обратите внимание, что свет распространяется в виде линии капель от волос, точно так же, как это было от щели. Вращайте волосы и наблюдайте, как вращается линия капель.
Посмотрите на свет через кусок ткани, перо, дифракционную решетку или кусок металлического экрана. Вращайте каждый объект, пока вы просматриваете его.
Что происходит?
Черные полосы между световыми пятнами показывают, что волна связана со светом. Световые волны, проходящие через щель, распространяются, перекрываются и складываются, образуя дифракционную картину, которую вы видите. Там, где гребень одной волны пересекается с гребнем другой волны, две волны объединяются, образуя большую волну, и вы видите яркое пятно света. Там, где впадина одной волны пересекается с гребнем другой волны, волны компенсируют друг друга, и вы видите темную полосу.
Угол, под которым преломляется свет, пропорционален длине волны света. Красный свет, например, имеет большую длину волны, чем синий свет, поэтому он изгибается больше, чем синий свет. Эта разная степень изгиба придает каплям цветные края: синие внутри, красные снаружи.
Чем уже щель, тем больше распространяется свет. На самом деле угол между двумя соседними темными полосами на дифракционной картине обратно пропорционален ширине щели.
Тонкие объекты, такие как прядь волос, также преломляют свет. Свет, проходящий вокруг волос, распространяется, перекрывается и создает дифракционную картину. Ткань и перья, которые состоят из множества более мелких и тонких частей, создают сложные дифракционные картины.
Дальше
В тускло освещенной комнате посмотрите одним глазом на лампочку Mini Maglite (свеча не подойдет). Обратите внимание на линии света, исходящие от источника света, как семена, исходящие из центра одуванчика.
Как найти происхождение этих линий? Вращайте источник света и обратите внимание, что линии света не вращаются. Поверните голову и обратите внимание, что линии вращаются. Держите руку или каталожную карточку перед глазами, чтобы они не закрывали вам вид на источник света (щелкните, чтобы увеличить рисунок ниже).
Обратите внимание, что вы все еще видите полный круг линий, исходящих от источника света. Эффект на самом деле происходит в вашем глазу, поскольку световые линии распространяются на сетчатку из-за дефектов в тканях вашей роговицы.
Сопутствующие закуски
CD Spectroscope
Превратите старый компакт-диск в спектроскоп для анализа света.
Модель интерференции мыльной пленки
Смоделируйте поведение света, отражающегося от поверхностей мыльной пленки.
Мыльная пленка на банке
Почему мы видим цвета в мыльных пузырях?
Связанные экспонаты
Дифракционные тени
Тени, сделанные лазерным светом, имеют светлые и темные полосы.
Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4. 0 International License.
Атрибуция: Педагогический институт Exploratorium
Концептуальные вопросы | Texas Gateway
10.1 Волновой аспект света: интерференция
1
Какие экспериментальные данные указывают на то, что свет является волной?
2
Приведите пример волновой характеристики света, которую легко наблюдать вне лаборатории.
10.2 Принцип Гюйгенса: дифракция
3
Как волновые эффекты зависят от размера объекта, с которым взаимодействует волна? Например, почему звук огибает угол здания, а свет — нет?
4
При каких условиях свет можно моделировать как луч? Как волна?
5
Выйдите на улицу на солнечный свет и понаблюдайте за своей тенью. У него нечеткие края, даже если у вас их нет. Это дифракционный эффект? Объяснять.
6
Почему длина волны света уменьшается при переходе из вакуума в среду? Укажите, какие атрибуты изменяются, а какие остаются неизменными и, таким образом, требуют уменьшения длины волны.
7
Применим ли принцип Гюйгенса ко всем типам волн?
10.3 Эксперимент Юнга с двумя щелями
8
В эксперименте Янга с двумя щелями один световой луч разделяется на два источника. Будет ли получена одна и та же картина для двух независимых источников света, таких как фары далекой машины? Объяснять.
9
Предположим, вы используете одну и ту же двойную щель для проведения эксперимента Юнга с двумя щелями в воздухе, а затем повторяете эксперимент в воде. Увеличиваются или уменьшаются углы к одним и тем же частям интерференционной картины? Цвет света меняется? Объяснять.
10
Можно ли создать ситуацию, при которой будет только деструктивное вмешательство? Объяснять.
11
На рис. 10.55 показана центральная часть интерференционной картины для чистой длины волны красного света, спроецированного на двойную щель. На самом деле эта картина представляет собой комбинацию однощелевой и двухщелевой интерференции. Обратите внимание, что яркие пятна расположены равномерно. Это двухщелевая или однощелевая характеристика? Обратите внимание, что некоторые из ярких пятен тусклые по обе стороны от центра. Это однощелевая или двухщелевая характеристика? Что меньше, ширина щели или расстояние между щелями? Объясните свои ответы.
Рис. 10.55. Эта интерференционная картина с двумя щелями также показывает признаки интерференции с одной щелью. (ПАСКО)
10.4 Многощелевая дифракция
12
В чем преимущество дифракционной решетки перед двойной щелью при рассеивании света в спектр?
13
Каковы преимущества дифракционной решетки перед призмой в рассеивании света для спектрального анализа?
14
Могут ли линии дифракционной решетки располагаться слишком близко друг к другу, чтобы их можно было использовать в качестве спектроскопического инструмента для видимого света? Если да, то для какого типа электромагнитного излучения подойдет решетка? Объяснять.
15
Если пучок белого света проходит через дифракционную решетку с вертикальными линиями, то свет рассеивается на цвета радуги справа и слева. Если стеклянная призма рассеивает белый свет вправо в виде радуги, как последовательность цветов соотносится с последовательностью цветов, воспроизводимой дифракционной решеткой справа?
16
Предположим, что свет чистой длины волны падает на дифракционную решетку. Что произойдет с интерференционной картиной, если тот же свет упадет на решетку с большим количеством линий на сантиметр? Что произойдет с интерференционной картиной, если на ту же решетку упадет свет с большей длиной волны? Объясните, как эти два эффекта согласуются с точки зрения отношения длины волны к расстоянию между щелями.
17
Предположим, что перо выглядит зеленым, но не имеет зеленого пигмента. Объясните с точки зрения дифракции.
18
Возможно, в интерференционной картине одиночной щели нет минимума. Объяснить, почему. Верно ли то же самое для двойных щелей и дифракционных решеток?
10,5 Однощелевая дифракция
19
При уменьшении ширины щели, создающей однощелевую дифракционную картину, как изменится полученная дифракционная картина?
10.
6 Пределы разрешения: критерий Рэлея20
Луч света всегда распространяется. Почему луч не может быть создан с параллельными лучами, чтобы предотвратить распространение? Почему линзы, зеркала или апертуры нельзя использовать для коррекции растекания?
10.7 Интерференция тонкой пленки
21
Как влияет увеличение угла клина на расстояние между интерференционными полосами? Если угол клина слишком велик, полос не наблюдается. Почему?
22
Как разница в путях двух первоначально совпадающих по фазе световых волн связана с тем, интерферируют ли они конструктивно или деструктивно? Как на это может повлиять отражение? По преломлению?
23
Есть ли фазовое изменение света, отраженного от любой поверхности контактной линзы, плавающей на слое слезы человека? Показатель преломления хрусталика около 1,5, верхняя поверхность сухая.
24
При помещении образца на предметное стекло микроскопа стеклянную крышку помещают на каплю воды на предметном стекле. Свет, падающий сверху, может отражаться от верхней и нижней части стеклянной крышки и от предметного стекла под каплей воды. На каких поверхностях будет происходить изменение фазы отраженного света?
25
Ответьте на приведенный выше вопрос, если жидкость между двумя частями краун-стекла представляет собой сероуглерод.
26
Размышляя о пищевой ценности ломтика ветчины, вы замечаете радугу цвета, отражающуюся от его влажной поверхности. Объясните его происхождение.
27
Изобретатель замечает, что мыльный пузырь в самом тонком месте темный, и понимает, что деструктивная интерференция имеет место для всех длин волн. Как она могла использовать эти знания, чтобы создать неотражающее покрытие для линз, эффективное на всех длинах волн? То есть какие ограничения были бы на показатель преломления и толщину покрытия? Как это может быть непрактично?
28
Неотражающее покрытие, подобное описанному в примере 10.6, идеально подходит для одной длины волны и для перпендикулярного падения. Что происходит для других длин волн и других направлений падения? Быть конкретной.
29
Почему гораздо труднее увидеть интерференционные полосы для света, отраженного от толстого куска стекла, чем от тонкой пленки? Было бы проще, если бы использовался монохроматический свет?
10.8 Поляризация
30
При каких обстоятельствах фаза света изменяется при отражении? Связана ли фаза с поляризацией?
31
Можно ли поляризовать звуковую волну в воздухе? Объяснять.
32
Свет не проходит через два совершенных поляризационных фильтра с перпендикулярными осями. Однако, если третий поляризационный фильтр поместить между первыми двумя, некоторое количество света может пройти. Почему это? При каких обстоятельствах проходит большая часть света?
33
Объясните, что происходит с переносимой светом энергией, которая затемняется при пропускании через два скрещенных поляризационных фильтра.
34
Когда частицы, рассеивающие свет, намного меньше его длины волны, степень рассеяния пропорциональна 1/λ4.1/λ4. size 12{1/λ rSup { size 8{4} } } {} Означает ли это, что рассеяние больше для малых λλ size 12{λ} {}, чем для больших λ?λ? size 12{λ} {} Как это связано с тем, что небо голубое?
35
Используя информацию из предыдущего вопроса, объясните, почему закаты красные.
36
Когда свет отражается под углом Брюстера от гладкой поверхности, он на 100 процентов100 процентов размером 12{“100″%} {} поляризован параллельно поверхности. Часть света будет преломляться в поверхность. Опишите, как бы вы провели эксперимент по определению поляризации преломленного света. Какое направление, по вашему мнению, будет иметь поляризация, и вы ожидаете, что она будет равна 100%100% размера 12{“100″%} {}?
10.9 *Расширенная тема* Микроскопия с использованием волновых характеристик света
37
Объясните, как микроскопы могут использовать волновую оптику для улучшения контраста и почему это важно.
38
Яркий белый свет под водой коллимируется и направляется на призму. Какой диапазон цветов появляется?
Свет как частица или волна
Свет обладает многими чертами поведения, подобными частицам, и в сочетании с движением (квантовая физика и квантовая механика) он обладает способностью преодолевать большие расстояния, рассеиваться, испускать лучи и поглощать дополнительные вещества. .
A. Бегущие волны
Согласно определению, бегущая волна света известна как самораспространяющееся возмущение, движущееся в пространстве и несущее энергию и импульс. Электромагнитные волны распространяются со скоростью света в вакууме. Исторически до середины 1800-х годов общепринятая теория света была известна как «картина частиц». Решительно поддержанный сэром Исааком Ньютоном, в этой концепции свет рассматривался как поток мельчайших частиц.
Однако в конце 1800-х картина частиц была заменена на 9-ю.0009 волновая теория света , которая расширила сферу исследования и логику, чтобы охватить конкретные явления, связанные со светом, такие как преломление, дифракция и интерференция.
B. Световые волны. Характеристики
Теперь стало ясно, что свет обладает свойствами как частиц, так и волн (а не только частиц). В дополнение к этому основному принципу, если предположить, что волновая картина регулярна, световым волнам также свойственны все следующие черты:
Длина волны (l) = расстоянию между соседними гребнями или впадинами.
Скорость (v) = скорость, с которой двигаются гребни (или впадины, или подбрюшье).
v = l f
Частота (f) = количество гребней (или впадин), проходящих в единицу времени. Эта цифра равна обратной периоду.
f = 1/T
Период (T) = время, прошедшее между прохождением гребней (или впадин). Период может быть выражен через скорость и длину волны.
T = l/v
C. Лучи
Луч – это линия, проведенная от одного гребня волны к другому и пересекающая каждый гребень под прямым углом. В световых волнах лучи всегда указывают в направлении движения. Таким образом, лучи обеспечивают очень полезную перспективу при описании движения световых волн.
D. Свойства света
При обсуждении свойств света мы рассмотрим отражение, преломление, дисперсию, дифракцию и интерференцию.
t Отражение
Сначала мы рассмотрим Закон Отражения, который обобщает правила работы с отражением от поверхности, такой как зеркало.
Закон Отражения. При отражении света от любой поверхности образующийся угол Ð 1 всегда равен углу отражения Ð 2 .
Углы всегда измеряются относительно нормали к поверхности.
Хотите узнать больше? Почему бы не пройти онлайн-курс по физике?
Закон отражения соответствует корпускулярной картине света.
т Преломление
Определяемый как отклонение света при прохождении между материалами с разной оптической плотностью, показатель преломления данного материала определяется путем сравнения отношения скорости света в вакууме к скорости света в рассматриваемом материале.
Чем плотнее материал, тем медленнее будет скорость света в данном материале.
· Частота света не изменяется при переходе из одной среды в другую.
· Изменение скорости и длины волны на границе двух материалов являются факторами, вызывающими изменение направления света.
Полное внутреннее отражение. Для луча света, проходящего из более плотного материала в менее плотный, существует критический угол падения, при котором угол преломления равен 90 градуса. Свет не может проходить под углами падения более 90 градусов; следовательно, он отражается в более плотном материале.
t Дисперсия Преломление и отражение взаимосвязаны, поскольку длина волны света зависит от скорости света в данном материале, а также от его показателя преломления. В общем, поскольку показатель преломления обратно пропорционален длине волны, он оказывается выше для более коротких длин волн. Это приводит к тому, что свет внутри материалов преломляется в разной степени в зависимости от длины волны или цвета.
Белый свет и Ньютон. Что происходит со светом, когда он проходит через призму? Белый свет состоит из непрерывной полосы цветов. Полоса цветов появляется в том же образце, что и цвета радуги.
Впервые этот эксперимент провел сэр Исаак Ньютон (1642-1727). Ньютон пропускал луч солнечного света через стеклянную призму и наблюдал спектр белого света. В вакууме свет любого цвета распространяется с одинаковой скоростью. Когда свет проходит через материал, такой как стекло или вода, красный свет на одном конце спектра распространяется быстрее, чем фиолетовый свет на другом конце спектра.
Эта разница в скорости вызывает изменение направления света при переходе от воздуха к стеклу и от стекла к воздуху. Это изменение направления называется преломлением, и оно больше для фиолетового света, чем для красного. Скорость света в стекле зависит от цвета; таким образом, мы получаем непрерывную полосу, как в радуге.
Короче говоря, радуга — это результат сочетания дисперсии внутри капли дождя и полного внутреннего отражения света от обратной стороны капли дождя.
Примечание: В общем, свет с более короткими длинами волн (например, свет, близкий к синему концу спектра) имеет более высокие показатели преломления и поэтому преломляется больше, чем свет с более длинными волнами (например, свет, расположенный ближе к синему концу спектра). красный конец).
t Дифракция
Дифракция – это видимое «огибание» световых волн вокруг препятствий, мешающих их пути. В соответствии с принципом Гюйгена «Все точки на фронте волны действуют так, как если бы они были точечными источниками», когда волна достигает барьера, который имеет только крошечное отверстие, где все, кроме одного, эффективные точечные источники блокируются, свет, идущий через отверстие ведет себя как единый точечный источник, благодаря чему свет выходит во всех направлениях, а не просто проходит через одну доступную щель.
· Для возникновения заметных дифракционных эффектов ширина отверстия должна быть равна или меньше длины волны света.
t Интерференция
Интерференция возникает, когда две волны (одной длины волны) находятся в так называемой «фазе», когда гребни (и впадины) одной волны встречаются с гребнями (и впадины) второй волны.
Напротив, если гребень первой волны встречается с впадиной второй, то это называется полностью “ не в фазе .
Конструктивная интерференция. Это состояние, когда амплитуда результирующей волны в два раза превышает амплитуду отдельных волн.
Деструктивная интерференция. При конструктивной интерференции суммарная амплитуда двух волн максимальна, а при деструктивной интерференции результирующая амплитуда минимальна
Примечание: Существуют также ситуации, которые попадают между этими двумя крайностями.
Д. Эксперимент Юнга с двумя щелями
Одним из самых важных экспериментов, когда-либо проводившихся по волновой теории, были двойные щели физика Томаса Янга.