Если посмотреть на компакт диск освещенный электрической лампочкой то можно увидеть на поверхности
Обновлено: 04.07.2024
1. На рисунке изображён график переменного тока. Сколько колебаний тока представлено на графике?
Сколько колебаний происходит за одну секунду?
Чему равно максимальное значение силы тока?
2. На каком расстоянии от радиолокатора находится самолет, если посланный сигнал вернулся обратно через 400 мкс?
3. При помощи трансформатора понижают напряжение от 127В до 6,3 В. Сколько витков будет иметь вторичная обмотка этого трансформатора, если первичная имеет 700 витков?
4. В таблице приведены примерные границы длин электромагнитных волн, являющихся излучениями различной природы.
5. К какому виду излучений относится электромагнитная волна, длина волны которой 4 м? Чему равна частота этих излучений (в вакууме)?
7. Если посмотреть на компакт-диск, освещённый электрической лампочкой, то можно увидеть на поверхности диска радужные полоски. Объясните наблюдаемое явление.
8. Исследуя спектр света Луны, можно судить о составе её поверхности. Почему это возможно?
Контрольная работа по теме «Электромагнитные колебания и волны» 2вариант
1. На рисунке изображён график переменного тока. Сколько колебаний тока представлено на графике? Сколько колебаний происходит за одну секунду? Чему равно максимальное значение силы тока?
2. Радиолокатор обнаружил два объекта. Сигнал, посланный к первому объекту,
вернулся через 2 мс, а ко второму — через 3 мс. Определите расстояния до этих
Первичная обмотка трансформатора имее 200 витков, вторичная – 800 расчитайте коэффициент трансформации.
В таблице приведены примерные границы длин электромагнитных волн, являющихся излучениями различной природы
5. Длина электромагнитной волны (в вакууме) равна 600 нм. Определите, чему равна её частота и к какому виду излучений она относится.
7.Чем объясняется расцветка крыльев стрекоз, жуков и прочих насекомых? Почему изменяется окраска крыльев насекомого, если его рассматривать под разными углами?
8. Наблюдая за искрой, проскакивающей между электродами из неизвестных сплавов, можно определить химический состав этих сплавов. Каким образом?
Свет — образец для искреннего слова: Каких бы крепостей ни возвести — Свет обойдет препятствия, чтоб снова Стремиться по кратчайшему пути.
Александр Гитович Самостоятельная работа № 17
СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ. Интерференция, дифракция и дисперсия света.
Прочитав учебник стр. 160-174, ответить на следующие вопросы:
1. Как фамилия ученого, впервые поставившего опыт, доказывающий волновую природу света? _____________________________
2. Зачем в опыте на интерференцию Юнг пропускал свет сначала через одну щель, а потом еще через две щели? __________________________________
3. Что наблюдал Т.Юнг в своем опыте? __________________________
4. Чем объяснял Т. Юнг свои наблюдения?________________________
5. Как Т.Юнг назвал открытое им явление? _______________________
6. Какие волны называют когерентными? _____________________________________________. Как называется при этом источник света? _________________________
7. Опишите опыт Ньютона? Что он наблюдал в своем опыте? _________________________________________________________
8. Сторонником какой теории о свете был Ньютон?___ _______________
9. Какое явление наблюдал Ньютон в своем опыте? ________________
10. Опишите опыт Ф. Гримальди? ___________________________________________
11. Как Ф. Гримальди назвал явление, наблюдаемое им в опыте?
12. Что такое фронт волны? _______________________________________________
13. В чем заключается принцип Гюйгенса? __________________________________
14. Как волновая теория объясняет законы отражения и преломления света?
Если посмотреть на компакт-диск, освещенный электрической лампочкой, то можно увидеть на поверхности диска радужные полоски. Каким явлением это вызвано.
16. Поверхность оконного стекла в кухне покрылась тончайшей пленкой жира. Если теперь осветить стекло белым светом, то на поверхности стекла можно увидеть радужные пятна. . Каким явлением это вызвано? Подчеркните правильное утверждение.
17. В ясную погоду при заходе солнце окрашено в красные цвета. Подчеркните правильное утверждение.
Это объясняется отражением света от туч.
Это объясняется преломлением света на границе атмосферы.
Это объясняется рассеиванием света в атмосфере.
18. Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие интерференции света? Подчеркните правильное утверждение.
Разложение света в спектр при преломлении.
Огибание волной препятствия.
Наложение когерентных волн.
19. Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие дифракции света? Подчеркните правильное утверждение.
Наложение когерентных волн.
Разложение света в спектр при преломлении.
Огибание волной препятствия.
1. Мыльный пузырь на солнце играет всеми цветами радуги. Какое явление имеет место? ____
2. Если, прищурив глаз смотреть на нить лампочки накаливания, то нить кажется окаймленной светлыми бликами. Какое явление имеет место? ____
3. Могут ли интерферировать световые волны, идущие от двух электрических лампочек? Почему?
1. Перечислите цвета, входящие в состав белого света по порядку:
2. Как назвал этот ряд И.Ньютон?
3. С помощью чего можно разложить свет в спектр?
4. Что такое дисперсия света? Дайте определение.
5. Какие клетки глаза ответственны за восприятие освещенности?
Какие за восприятие цветности?
6. Какие цвета являются базовыми Сколько их, перечислите:
20. Какое из приведенных ниже выражений определяет понятие дисперсия? Подчеркните правильное утверждение.
Наложение когерентных волн.
Разложение света в спектр при преломлении.
Огибание волной препятствия.
21. Чем объясняется дисперсия белого света? Подчеркните правильное утверждение.
Призма поглощает белый свет одной длины волны, а излучает свет с разными длинами волн.
Цвет света определяется длиной волны. В процессе преломления длина световой волны изменяется, поэтому происходит превращение белого света в разноцветный спектр.
Белый свет есть смесь света разных частот, цвет определяется частотой, коэффициент преломления света зависит от частоты. Поэтому свет разного цвета идет по разным направлениям.
22. Узкий луч белого света проходит через стеклянную треугольную призму и попадает на экран. На экране наблюдается вертикальная радужная полоска (спектр). Появление спектра вызвано. Подчеркните правильное утверждение.
1. На белой бумаге написан текст красными буквами. Через стекло какого цвета буквы будут казаться черными?
2. Почему в фонтане можно часто наблюдать радугу?
3. Чем объясняется желтоватый оттенок солнечного света?
4. В бутылку из зеленого стекла налиты красные чернила. Какого цвета кажутся чернила? Почему?
5. На листе написано слово «свет» зеленым карандашом. Глядя через стекло какого цвета, нельзя будет прочесть написанное?
6. Наблюдатель рассматривает сквозь стеклянную призму черную черту на белой бумаге. Что видит наблюдатель?
1. На поверхность воды падает пучок красного света, длина волны которого 760 нм. Какова длина волны этого света в воде? Показатель преломления воды для красного света 1,33. Какой цвет видит человек, открывший глаза под водой?
2. Вычислите скорость и длину волны жёлтого света в стекле с показателем преломления 1,56. Длина волны этого цвета в воздухе 589 нм.
Прозрачная решётка представляет собой прозрачную пластину из стекла или прозрачной плёнки, на которую нанесены множество непрозрачных линий. На практике, в качестве непрозрачных линий на пластину наносят обыкновенные царапины специальным тонким алмазным резцом. Каждая царапина выполняет ту же роль, что и непрозрачная линия.
В отражательной решётке систему царапин наносят на поверхность металлической пластины, отполированной до зеркального блеска. Получается тоже дифракционная решётка, только она действует на отражение.
Важнейшим параметром решётки является её период - d: то есть сумма ширины непрозрачной линии и расстояния между линиями. Часто её характеризуют количеством линий на 1 мм ширины. Самые простые дифракционные решётки используются в школьном демонстрационном эксперименте и они имеют 100 линий на 1 мм ширины и на них написано число 1/100. Лучшие решётки имеют на 1 мм около 2000 штрихов. Такие решётки изготовляются на специальных машинах, которые наносят на подготовленную поверхность штрихи специальным алмазным резцом. Главное требование при этом, чтобы расстояние между всеми штрихами было абсолютно одинаковым. Для этого такая машина работает в специальном помещении, в котором поддерживается строго постоянная температура и перед нанесением штрихов эта машина должна несколько часов подряд работать вхолостую, чтобы окончательно стабилизировались все её параметры
Рассмотрим решётку в поперечном разрезе. Как видно из данного рисунка, в выбранном нами направлении на каждом периоде будет наблюдаться разность хода лучей:
D = d sin a
Для того, чтобы в данном направлении наблюдался максимум, нужно, чтобы на разности хода укладывалось целое число длин волн:
D = d sin a = kl (k = 1,2.3…)
Данная формула называется условием максимума дифракционной решётки.
В результате, при прохождении через дифракционную решётку монохроматического света, на экране будет наблюдаться картина, аналогичная той, которая наблюдалась при дифракции от одной щели. Однако, картина от решётки будет более яркой, так как в построении этой картины принимают участие не одна щель, а множество.
Наглядный опыт можно поставить с помощью лазера. Если луч лазера пустить на экран, то он высветит на экране только одну точку. Если на пути луча лазера поставить дифракционную решётку, то на экране будет наблюдаться картина, состоящая не из одной, а из нескольких точек. Все они будут лежать на одной прямой. Посередине будет самая яркая точка – главный центральный максимум. По обе стороны будут располагаться симметрично максимумы: две ближайшие точки – максимумы первого порядка, на рисунке обозначены цифрой 1. Они образованы тем, что разность хода лучей в этом направлении равна одной длине волны; следующие два максимума – это максимумы второго порядка, на рисунке они обозначены цифрой 2. Они образованы тем, что разность хода лучей в этом направлении равна двум длинам волны и т.д.
Если взять решётку с меньшим периодом, то дифракционная картина будет более растянута, так как для достижения той же самой разности хода лучей при уменьшенном периоде, нужно лучу отклониться на больший угол. Но здесь следует отметить, что период решётки должен всегда быть больше длины световой волны, иначе даже угла выбранного направления 90 о будет недостаточно для получения разности хода в одну световую волну. И наоборот: если взять решётку с большим периодом, то картина максимумов будет более сжата. Если же взять решётку с очень большим периодом, то все максимумы всех порядков будут располагаться настолько близко к главному максимуму, что практически сольются с ним и дифракция наблюдаться не будет.
А если решётку освещать светом с меньшей длиной волны, например, освещать вместо красного цвета синим, то дифракционная картина с синими максимумами будет более сжата, так как для достижения определённой разности хода лучей с меньшей длиной волны потребуется отклонение на меньший угол.
Таким образом, дифракционную решётку можно использовать для точного измерения длины волны света.
Если же решётку осветить белым светом, то максимумы будут выглядеть как радужные полоски и называться они будут дифракционными спектрами 1-го, 2-го и последующего порядков. При этом, все спектры будут расположены так, что их фиолетовые концы будут обращены к белому центральному максимуму. Если такую решётку приложить к глазу и посмотреть через неё на удалённый источник белого света, например, на электрическую лампу накаливания, то можно увидеть по обе стороны от лампы радужные полосы – дифракционные спектры различных порядков.
Таким образом, разложить белый свет в спектр можно не только дисперсионной призмой, но и дифракционной решёткой. Но решётка, в отличие от призмы даёт спектр строго линейный, т.е. угол отклонения луча находится в строгой пропорциональности с длиной его волны, что очень важно для научных исследований. Единственный недостаток этого метода, что дифракционный спектр значительно уступает дисперсионному по яркости.
Если понаблюдать за окружающей нас обстановкой, то можно в некоторых местах встретить проявление дифракции света. Например, современный компакт-диск при освещении его прямыми лучами от Солнца или от электролампы выглядит радужно окрашенным, хотя он изготовлен на белой основе. Откуда же берётся цвет? На компакт-диске нанесена спиральная бороздка, в которой записана информация. И витки этой бороздки выполняют роль штрихов в отражательной дифракционной решётке. Ещё один интересный факт можно наблюдать, если смотреть на далёкий источник света через тонкую капроновую материю. Вокруг источника света располагаются спектры, причём, они располагаются в вершинах квадратиков как по горизонтали, так и по вертикали. Это объясняется тем, что материя представляет как бы две дифракционные решётки, сложенные вместе так, что их штрихи перпендикулярны друг другу, так что капроновая материя представляет собой двухмерную дифракционную решётку. В некоторых явлениях природы также можно наблюдать явление дифракции света. Например, в зимний морозный день иногда вокруг Солнца наблюдаются концентрические круги – гало. Это объясняется тем, что в воздухе присутствуют мелкие кристаллики льда, причём, расстояние между ними приблизительно выдерживается одинаковым и они действуют как штрихи дифракционной решётки. Самый внутренний круг соответствует максимуму 1-го порядка, следующий за ним круг большего диаметра – максимуму 2-го порядка и т.д. Иногда удаётся наблюдать такие же круги вокруг полной Луны. Ночью зимой в метель видны светящиеся вертикальные столбы от уличных фонарей, при этом сам фонарь находится в середине этого светящегося столба. И этот столб света виден даже в том случае, если сам фонарь заслонён от наблюдателя какой-нибудь крышей дома. Что это за столбы? Вспомним опыт с дифракционной решёткой. Максимумы при этом располагались вдоль определённой прямой, перпендикулярной направлению штрихов решётки. В случае с метелью наблюдается аналогичная картина. Пролетающие в горизонтальном направлении снежинки действуют как штрихи дифракционной решётки, только между этими «штрихами» определённое расстояние не соблюдается и поэтому все максимумы как бы «размазаны» и представляют собой сплошные столбы белого цвета. В летнее время, когда воздух особенно чист, можно также наблюдать дифракцию света, когда Солнце садится за далёкую гору, виднеющуюся на горизонте. Когда солнечный диск скроется за гору, то некоторое время можно наблюдать, что край горы, расположенный над зашедшим солнечным диском как бы «блестит», как стеклянный. На самом деле никакого блеска, связанного с отражением или преломлением света нет. Здесь наблюдается явление дифракции света, т.е. свет огибает гору и наблюдателю кажется, что гора блестит. Подобных примеров можно привести множество.
1. По-научному вся эта красота называется дифракцией света на компакт-диске:
2. Белый свет разлагается в спектр и в результате прохождения через дифракционную решётку или отражения от неё. Она представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность.
3. Один из простейших и распространённых в быту примеров отражательных дифракционных решёток — компакт-диск. На поверхности компакт-диска — дорожка в виде спирали с шагом 1,6 мкм между витками. Примерно треть ширины (0,5 мкм) этой дорожки занята углублением (это записанные данные), рассеивающим падающий на него свет, примерно две трети (1,1 мкм) — нетронутая подложка, отражающая свет. Таким образом, компакт-диск — отражательная дифракционная решётка с периодом 1,6 мкм.
4. Самое известное изображение разложения света в спектр (вследствие дисперсии) при преломлении в призме - на обложке альбома The Dark Side of the Moon группы Pink Floyd.
5.
6. Волны разной частоты распространяются с разной скоростью в более плотной, чем воздух среде. Проходя разный путь, они четко разделяются, и каждый цвет виден отдельно. Ньютон назвал такую картину “спектр” - “видение”, а явление - “дисперсия”, что означает “рассеяние”.
7. Аналогично происходит и на капельках воды в воздухе после дождя или над рекой. Из дождевых капель под разными углами преломления
выходят разноцветные световые пучки. На расстоянии около 2 км можно наблюдать радугу в виде разноцветных дугообразных полос на фоне облаков, освещаемых Солнцем.
8. Внутри не сперматозоиды, а трактория фонаря, по которой я освещал диск:
9. Каждый цвет радуги создается волнами определенного диапазона длин волн. Наибольшая длина соответствует красному (760 нм) цвету,
а наименьшая - фиолетовому (380 нм). Т.е., красный и фиолетовый разделяются в пространстве. Все “красные” капли наблюдатель будет видеть под одним углом (не выше 42°), а оранжевые, желтые, зеленые, голубые, синие и фиолетовые под другими углами. Поэтому они будут казаться расположенными по дуге окружности.
10. Чем выше источник света, тем меньшую часть радуги мы видим. Если Солнце поднимется на 43° над горизонтом, радуга и вовсе перестанет быть видимой. Но если подняться в этом месте высоко над землей, то можно увидеть даже полное радужное кольцо.
11. А вот пример "внешней" радуги, полученной при освещении компакт-диска:
Читайте также: