№ 2 Зертханалық жұмыс. Дифракциялық тордың көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтау. Физика, 11 сынып, презентация.

Бөлімі: 11.2 D: Толқындық оптика

Сабақ мақсаты:

Дифракциялық торды толқын ұзындығын анықтау үшін қолдану

Физика мұғалімі: Каримова Н.Б., ХББ НЗМ Павлодар қ.

Мен тілеймін (бас бармақтарымен түйістіру);

Сәттілік (сұқ саусақпен түйістіру – балан үйрек);

Жақсы нәтиже (ортаңғы саусақты түйістіру- ортан терек)

Жақсы көңіл-күй (шылдыр шүмек);

Барлық кезде (кішкентай бөбек );

Салем (алақанмен түйістіру)

Толқынды қозғалыстың қайсысына да болмасын

Толқындардың түзу сызықты таралудан ауытқуы немесе бөгеттерді орағытып өтуі дифракция деп аталады

(difractus -лат- сынған).

Егер жарықтың өзі толқындық процесс болса, онда интерференциядан басқа, жарықтың дифракция құбылысы да байқалуы тиіс. Өйткені дифракция - толқындардың бөгеттерді орап өтуі - әрбір толқындық қозғалысқа тән құбылыс.

Дифракцияны XVII ғасыр соңында Франческо Гримальди ашты.

Суретте нүктелік жарық көзі толқынының өлшемі әртүрлі саңылаудан өткенде, экранда алынатын саңылау кескіндері көрсетілген. Саңылау ені 1-2 мм болғанда экранда анық кескін алынады. Саңылау енін азайтқанда жолақ шетінің анықтығы азаяды да, оның екі жағынан әлсіз кіші жолақтар пайда бола бастайды.

Мөлдір емес дөңгелек дискіден алынатын дифракция. Көлеңке центрінде жарық дақ алынады. Диск диаметрі мен экранға дейінгі қашықтық арасындағы қатыс 1:1000 мөлшерінде болуы керек.

Түрлі бөгеттерден: а) жінішке сымнан; б) дөңгелек саңылаудан; в) дөңгелек экраннан алынған жарық дифракциясы көріністері

Жарық дифракциясының бақылану шарттары

Жарық толқынының ұзындығы өте кіші болғандықтан, жарықтың түзу сызықпен таралу бағытынан ауытқу бұрышы кішкене болады. Сондықтан жарық дифракциясын бақылау үшін не өте кішкене бөгеттерді пайдалану керек, не экранды бөгеттен өте алыс қою керек.

Дөңгелек саңылаудан дифракция: а) тәжірибе схемасы; б) саңылау диаметрі саңылаудан экранға дейінгі қашықтықпен салыстырарлықтай болғандағы көлеңке; в) саңылау диаметрі саңылаудан экранға дейінгі қашықтықтан мыңдаған есе аз болған жағдайдағы көлеңке көріністері.

Жарық дифракциясы кез келген оптикалық құралдардың ажырату мүмкіндігіне шек қояды. Нәрселердің сызықтық өлшемі жарық толқынының ұзындығынан қысқа болғанда осылай болады.

Дифракциялық тор

Дифракциялық тор толып жатқан өте жіңішке, мөлдір емес аралықтармен бөлінген көптеген саңылаулар жиынтығы болып келеді. Дифракциялық тордың көмегімен жарықтың толқын ұзындығын өте дәл өлшеуге болады.

Дифракциялық тор

Дифракциялық тор

Дифракциялық тордың жұмыс принципі: S-штрихтарға параллель аса жарық саңылау, L- фокаль жазықтығына саңылау орналасқан линза, R-дифракциялық тор, L-линзамен бірлесіп, экранда кескін беретін екінші линза, M- экран.

λ- ны дифракциялық тор көмегімен анықтау

λ- ны дифракциялық тор көмегімен анықтау

Электромагниттік толқындардың дифракциясын суретте көрсетілген қондырғының көмегімен бақылайды. Аса жоғары жиілікті генератор мен қабылдағыштың арасында жіңішке саңылауы бар металл экран тұр. Қабылдағыштың орнын ауыстыра отырып, тербеліс амплитудасының максимумдары мен минимумдары кезек ауысатынын көреміз. Бұл саңылаудың шетін орағытып өтетін толқындардың дифракциясы нәтижесінде ғана мүмкін болады. Яғни, электромагниттік толқындарда дифракция құбылысы байқалады

Электромагниттік толқындардың дифракциясы

1912 жылы Макс Лауэ және оның шәкірттері рентген сәулесінің дифракция құбылысын ашты. Бұл ретте дифракциялық тор ретінде қатты дененің кристалдық решеткасы қолданылды. Кристаллдық решетка периоды ~0,1нм екенін ескерсек, жуықтап алғанда рентген сәулесінің толқын ұзындығыда ~0,1нм болып шыққан.

Рентген сәулесінің дифракциясы

Гримальди Франческо

Итальян Священнигі. 1665 жылдары жарықтың дифракция құбылысын ашты, оны жүйелі түрде зерттеп, кейбір ережелерін тағайындады.

Юнг Томас

Ағылшын ғалымы. Юнг белгілі дәрігер, зор интуициялы физик, астроном және механик, металлург және египтолог, физиолог, полиглот, талантты музыкант, тіпті қабілетті гимнаст болған. Юнгтің басты еңбегі — жарық интерференциясын ашуы (интерференция терминін Юнг енгізген) және толқындық теория негізінде дифракция құбылысын түсіндіруі. Юнг бірінші болып жарық толқынының ұзындығын өлшеді.

Христиан Гюйгенс (1629—1695)

Голландия физигі және математигі, алғаш жарықтың толқындық теориясын жасаушы. Осы теорияның негізін Гюйгенс «Жарық жайында трактат» деген еңбегінде баяндайды (1690).

Френель Огюстен Жан (10.V.1788 - 14.VII.1827)

Көрнекті француз физигі. Френель казіргі толқындық оптиканын негізін салды. Гюйгенс принципін екінші реттік толқындардың интерференциялану идеясымен толықтыра отырып, дифракцияның сандық теориясын құрды.

Фраунгофер Йозеф

Неміс физигі. Фраунгофер параллель сәулелердегі (алыстан келетін) дифракция құбылысын зерттеді. (Фраунгофер дифракциясы). Ғалымның үлкен еңбегі дифракциялық торды спектрлерді зерттеуде қолдану болып табылады. Кейде Фраунгоферді алғашқы дифракциялық торды ойлап табушы деп те айтады.

№1. Бір- бірінен қашықтығы 200мкм, толқын ұзындығы 590нм жарық толқындарын шығаратын, екі когерентті жорымал жарық көздерінің орналасу жазықтығы мен экран өзара параллель. Егер экранның О центрінен 15мм қашықтықтағы В нүктеде үшінші күңгірт жолақ центрі өтетін болса, экран мен жорымал жарық көздерінің L қашықтығын анықта.

Есеп шығару

Пайдаланылған әдебиеттер мен интернет сілтемелер:

Кем В., Кронгард Б., Койшибаев Н. Физика 11кл. Мектеп, 2010.

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика: Учебник для 11 кл. с углубленным изучением физики. М.: Просвещение, 2010.

Физика. Справочное руководство. Для поступающих в вузы. Яворский,Селезнев.

Основы физики. Яворский, Пинский. Том 2. 2003

Ландсберг. Элементарный учебник физики. Том 3

Справочник по физике для студентов и абитуриентов. Трофимова Т.И. 2001г.

Физика в средней школе. Аксенович Л.А. Минск 2004г.

Практикум по физике в средней школе. А.П.Покровский и др. Москва, 1989г.

Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе. Том 2. А.П.Покровский и др. Москва, изд 2-е, перераб. 1972г

Образовательное сообщество Казахстана http://www.uchi.kz/

Российское образование. http://www.edu.ru, http://www.ege.edu.ru

Естественно-научный образовательный портал (химия, биология, физика, математика) http://www.en.edu.ru

Кирик Л.А., Дик Ю.И. Сборник заданий и самостоятельных работ,11 кл, изд. Илекса.

Назар салып, тыңдағандарыңызға рахмет!