Наблюдение интерференции и дифракции света

Эту работу можно рекомендовать для выполнения дома.

Цель работы: экспериментально изучить явления интерференции и дифракции.

Оборудование: электрическая лампа (одна на класс), две стеклянные (или прозрачные пластмассовые) пластинки, проволочная рамка, стеклянная трубка, мыльная вода, компакт- диск, спиртовка, спички, лезвие бритвы, тонкая чёрная ткань¹, пинцет.

¹ Удобно взять капрон.

Описание работы

Интерференция наблюдается при наложении волн, испускаемых одним и тем же источником, но приходящих в данную точку разными путями (например, после отражения от различных поверхностей).

Явление дифракции состоит в том, что вследствие волновой природы свет отклоняется от прямолинейного распространения — например, огибает края препятствий.

В данной работе можно наблюдать явления интерференции и дифракции с помощью простейшего оборудования.

Ход работы

1. Окуните проволочную рамку в мыльный раствор и внимательно рассмотрите образовавшуюся мыльную плёнку. Обратите внимание, что при освещении плёнки белым светом (от окна или лампы) возникают окрашенные полосы.

С помощью стеклянной трубки выдуйте мыльный пузырь и внимательно рассмотрите его. При освещении его белым светом наблюдается образование цветных интерференционных полос.

Запишите ответы на вопросы.

а) Как объяснить возникновение окраски мыльной плёнки?

б) Почему окраска пленки всё время меняется?

2. Сложите вместе стеклянные пластинки и прижмите их друг к другу пальцами. Из-за того, что соприкасающиеся поверхности не идеально плоские, между пластинками образуются тончайшие воздушные пустоты. В результате отражения света от пластин возникают радужные полосы и кольца.

Почему при изменении нажима на пластинки меняются форма и расположение интерференционных полос? Запишите свой ответ.

3. Рассмотрите под разными углами поверхность компакт- диска, на которую производится запись.

Ответьте на вопросы.

а) Что вы наблюдаете?

б) Чем обусловлены наблюдаемые явления?

4. Возьмите пинцетом лезвие бритвы и нагрейте его в пламени спиртовки. Запишите ответы на вопросы.

а) Какое явление вы наблюдали?

б) Как его можно объяснить?

5. Посмотрите сквозь чёрную капроновую ткань на нить накала светящейся лампы. Поворачивая ткань вокруг оси, добейтесь чёткой дифракционной картины в виде двух окрещённых под прямым углом дифракционных полос. Объясните наблюдаемое явление.

6. В каких из проделанных вами опытов наблюдалось явление интерференции, а в каких — явление дифракции? Обоснуйте кратко ваш ответ.

7. Запишите выводы из эксперимента.