Применение интерференции в технике - СВЕТОВЫЕ ВОЛНЫ - ОПТИКА

Задачи урока: познакомить с широким распространением интерференции света в природе и использованием её в технике; на примере применения интерференции света раскрыть значение практики в познании природы; продолжить формирование умения качественно и количественно описывать интерференцию света.

Ход урока

I. Рассказ учителя о методе “просветление оптики” может быть заменён докладом одного из школьников. При этом поясняется рисунок 7.52 учебника, демонстрируется объектив фотоаппарата, задаются и обсуждаются вопросы. Затем учащиеся решают задачу.

1. Определите толщину плёнки с показателем преломления 1,4, если для монохроматического света длиной волны 6 ∙ 10^-7 м получается просветление оптики линзы.

В ходе изучения нового материала обсуждают вопросы: как используется интерференция света для проверки качества обработки поверхностей? (Для ответа выполняется рисунок, на котором отмечаются положения детали и образца.) Что происходит с энергией световых волн 1 и 2 (рис. 7.52 учебника) при их гашении?

II. Коллективно решают задачу.

2. Между стеклянными пластинками с одной стороны вложили лист фольги, вследствие чего образовался воздушный клин. В проходящем свете натриевого пламени на поверхности верхней пластинки видны интерференционные полосы. Расстояние между светлыми полосами 3 мм, толщина листа фольги 0,02 мм, длина пластинки 20 см. Определите длину волны света натриевого пламени. Как изменится интерференционная картина, если вложить ещё один лист фольги?

Решение.

1) При падении света перпендикулярно пластинке разность хода интерферирующих волн равна удвоенной толщине воздушного клина. Для образования максимумов разность хода должна быть равна целому числу длин волн, т. е.

2) Запишем условие образования максимума интерференционной картины для двух соседних максимумов; учтём необходимые геометрические соотношения (выполняется рисунок).

3) Для двух максимумов имеем выражения

С учётом геометрических соотношений

В ходе преобразований получаем общее решение:

Отсюда длина волны равна 600 нм.

4) Если вложить ещё один лист фольги, то увеличится угол воздушного клина и соответственно sinα. Согласно формуле расстояние между полосами интерференционной картины уменьшится. Очевидно, что при некотором угле уже невозможно различить интерференционную картину.

В конце урока выполняют экспериментальное задание по наблюдению интерференции света на мыльной плёнке. При проведении опыта коллективно обсуждают вопросы, которые учитель готовит заранее.

III. Домашнее задание: § 55*; П., № 767.