Измерения

Исследуйте дифракцию Френеля на щели. Соберите на оптической скамье установку в соответствии с Рис. 1. Сфокусируйте на щель S луч лазера. Сфокусируйте микроскоп на щель S. Отодвиньте немного микроскоп от щели. Определите расстояние a по шкале салазок микроскопа. Меняя ширину щели S, на­блюдайте дифракцию у краев широкой щели и постепенное наложение дифракционных кар­тин при ее сужении.

Расширив щель S, исследуйте дифракцию Френеля на краю экрана. Зарисуйте распределение интенсивности света на границе света и тени. Объясните полученную картину с помощью спирали Корню.

Установите такую ширину щели d, при которой видны 4, 6, 10 дифракционных полос. В каждом из этих случаев определите ширину щели при помощи микрометрического винта щели. Зная длину волны l, вычислите по формуле (1) число зон Френеля, укладывающихся на ширине щели, и сравните это число с числом наблюдаемых темных полос.

Исследуйте дифракцию Френеля на тонкой нити. Для этого вместо щели S установите рамку с тонкой вертикальной нитью. Убедитесь в том, что при фокусировке микроскопа на нить дифракционные полосы не наблюдаются. При удалении микроскопа от нити появля­ются дифракционные полосы. Пока нить перекрывает большое число зон Френеля, наблюдаемое в микроскоп дифракционное изображение нити до некоторой степени похоже на оригинал. При дальнейшем удалении микроскопа от нити сходство полностью исчезает. Объясните наблюденные явления с помощью спирали Корню.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. В чем состоит явление дифракции?

2. Сформулируйте принцип Гюйгенса—Френеля. Что такое зоны Френеля?

3. Каковы минимальные размеры частиц, которые можно наблюдать с помощью оптических приборов? Можно ли в микроскоп увидеть отдельные атомы?

4. Для большинства оптических расчетов можно с успехом пользоваться законами геометрической оптики, в частности таким понятием как световой луч. А когда понятие светового луча теряет смысл? Иными словами, какова предельная толщина светового луча?