Общие свойства гармонических колебаний. Задачи для самостоятельного решения

Физика колебаний Электромагнитные волны

Студенты учатся приводить примеры использования в технике волновых оптических явлений, объяснить принцип работы световодов, интерференционной оптики, дифракционных решеток, поляризационных фильтров, применить знания к объяснению особенностей распространения света в разных средах, изложить физические основы голографии.

Полосы равного наклона.

 Если толщина пленки d постоянна а на плёнку падает непараллельный пучок света, то разность хода интерферирующих лучей определяется углом преломления b, и, следовательно, углом падения луча на пленку a. В этом случае интерференционная картина представляет собой так называемые «полосы равного наклона». При постоянной толщине пленки интерферирующие лучи параллельны и говорят, что интерференционная картина локализована на «бесконечности» или в фокальной плоскости собирающей линзы.

Полосы равной толщины.

 Если толщина пленки d непостоянна, то в случае нормального падения света (cosb = 1), оптическая разность хода лучей в отраженном свете:

D = 2d n + l/2.

Таким образом, при освещении пленки монохроматическим светом с длиной волны l, условие максимумов интерференции D = ml определяет положение так называемых «полос равной толщины». При освещении такой пленки белым светом условие максимумов интерференции для разных длин волн будет соответствовать различным толщинам пленки, и окраска полос интерференции будет зависеть от толщины пленки в соответствующем месте. В этом состоит объяснение явления, которое получило название «цвета тонких пленок».

 Давление газа при 293 К равно 107 КПа. Каково будет давление газа, если его охладить при постоянном объеме до 250 К?

Кольца Ньютона.


Кольца Ньютона представляют собой полосы равной толщины зазора между плосковыпуклой (или двояковыпуклой) линзой большого диаметра и плоской (или сферической) стеклянной поверхностью. В этом случае оптическая разность хода между интерферирующими лучами при наблюдении в отраженном свете определятся выражением D = 2hn + l/2, где h – толщина зазора между стеклянными поверхностями, n - показатель преломления среды (если зазор воздушный, то n = 1), l - длина волны в вакууме. В силу осевой симметрии оптической системы полосы интерференции получаются в виде колец. В качестве примера рассчитаем радиусы колец Ньютона для случая, когда воздушный зазор образуется между двумя выпуклыми линзами с радиусами кривизны R1 и R2 (см. рис.8.8). В этом случае толщина зазора h = h1 + h2. Если h << r, где r – радиус кольца Ньютона, то h1 = r2/2R1 и h2 = r2/2R2. Тогда условие образование светлого интерференционного кольца в отраженном свете можно записать так:

D = 2h + l/2 или r2×(1/ R1 + 1/ R2) + l/2 = ml,

где m – номер кольца. Отсюда получаем радиусы светлых колец:

rm =   . 

Лабораторные занятия по дисциплине "Физика" проводятся в специально оборудованных лабораториях с применением необходимых средств обучения: лабораторного оборудования, образцов для исследований, методических пособий, компьютерных средств обработки результатов измерений. При выполнении лабораторных работ проводятся: подготовка оборудования и приборов к работе, изучение методики работы, воспроизведение изучаемого явления, измерение величин, определение соответствующих характеристик и показателей, обработка данных и их анализ, обобщение результатов.
Переменный ток