ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p421.4: Лабораторные работы

План работы:

Данное задание относится к категории наблюдательных лабораторных работ по оптике. Цель — визуально зафиксировать явление дифракции света на препятствии или щели с помощью лазерного указателя. Лазерный луч обладает высокой когерентностью и монохроматичностью, что позволяет получить четкую интерференционную картину. Нам необходимо разместить экран (лист бумаги) в зоне распространения дифрагированных лучей и описать наблюдаемую структуру.

Ход наблюдения и описание картины:

Когда лазерный луч проходит через узкую щель или вокруг мелкого препятствия (например, волоска или края лезвия), он испытывает дифракцию. На листе бумаги, расположенном за объектом, мы увидим не просто одно размытое пятно, а характерную систему чередующихся светлых и темных полос.

• Центральный максимум: В самом центре наблюдается наиболее яркое и широкое световое пятно. Это нулевой порядок дифракции (m=0). Сюда попадает основная часть энергии света.
• Боковые максимумы: По обе стороны от центрального пятна симметрично расположены более тусклые и узкие светлые полосы. Это дифракционные максимумы первого порядка (m=1), второго порядка (m=2) и так далее.
• Минимумы: Между светлыми полосами находятся темные промежутки, где интенсивность света близка к нулю из-за деструктивной интерференции волн.

Если использовать белую бумагу, то при освещении красным лазером все пятна будут красными. Если бы использовался белый свет, центральное пятно было бы белым, а боковые — радужными, но в данной работе используется лазер, поэтому цвет всех пятен соответствует длине волны лазера.

Проверка и выводы:

Наблюдение подтверждает волновую природу света. Расстояние между соседними светлыми полосами зависит от ширины щели d и расстояния до экрана L. Чем уже щель, тем шире становится вся дифракционная картина (пятна расходятся дальше друг от друга). Увеличение расстояния до листа бумаги также приводит к расширению картины. Таким образом, мы успешно пронаблюдали различные порядки дифракции: центральный и несколько боковых максимумов.