प्रकाश के व्यतिकरण और विवर्तन की परिघटनाओं का अवलोकन। शोध करना

थीम: ऑप्टिक्स

पाठ: "प्रकाश के हस्तक्षेप और विवर्तन का अवलोकन" विषय पर व्यावहारिक कार्य

नाम:"हस्तक्षेप और प्रकाश के विवर्तन का अवलोकन"।

लक्ष्य:प्रयोगात्मक रूप से प्रकाश के व्यतिकरण और विवर्तन का अध्ययन करते हैं।

उपकरण:स्ट्रेट फिलामेंट लैंप, 2 ग्लास प्लेट, वायर फ्रेम, साबुन का घोल, कैलीपर, भारी कागज, कैम्ब्रिक का टुकड़ा, नायलॉन का धागा, क्लिप।

अनुभव 1

कांच की प्लेटों का प्रयोग करते हुए व्यतिकरण पैटर्न का प्रेक्षण।

हम दो कांच की प्लेट लेते हैं, इससे पहले हम उन्हें सावधानी से पोंछते हैं, फिर उन्हें कसकर मोड़ते हैं और निचोड़ते हैं। वह व्यतिकरण पैटर्न, जिसे हम प्लेटों में देखते हैं, को स्केच करने की आवश्यकता है।

चश्मे के संपीड़न की डिग्री से तस्वीर में परिवर्तन देखने के लिए, एक क्लैंपिंग डिवाइस लेना और प्लेटों को शिकंजा के साथ संपीड़ित करना आवश्यक है। नतीजतन, हस्तक्षेप पैटर्न बदल जाता है।

अनुभव 2

पतली फिल्मों पर हस्तक्षेप।

इस प्रयोग को देखने के लिए, आइए साबुन का पानी और एक तार का फ्रेम लें, फिर देखें कि एक पतली फिल्म कैसे बनती है। यदि फ्रेम को साबुन के पानी में उतारा जाता है, तो उसे उठाने के बाद उसमें एक साबुन की फिल्म दिखाई देती है। इस फिल्म को परावर्तित प्रकाश में देखने पर व्यतिकरण फ्रिंज देखे जा सकते हैं।

अनुभव 3

साबुन का बुलबुला हस्तक्षेप।

अवलोकन के लिए हम साबुन के घोल का उपयोग करते हैं। हम साबुन के बुलबुले उड़ाते हैं। जिस तरह से बुलबुले टिमटिमाते हैं वह प्रकाश का हस्तक्षेप है (चित्र 1 देखें)।

चावल। 1. बुलबुले में हल्का हस्तक्षेप

हम जो चित्र देखते हैं वह कुछ इस तरह दिख सकता है (चित्र 2 देखें)।

चावल। 2. हस्तक्षेप पैटर्न

यह श्वेत प्रकाश व्यतिकरण है जब हम कांच पर लेंस लगाते हैं और इसे सादे सफेद प्रकाश से प्रकाशित करते हैं।

यदि आप प्रकाश फिल्टर का उपयोग करते हैं और मोनोक्रोमैटिक प्रकाश से रोशन करते हैं, तो हस्तक्षेप पैटर्न बदल जाता है (अंधेरे और हल्के बैंड का विकल्प बदल जाता है) (चित्र 3 देखें)।

चावल। 3. फिल्टर का उपयोग करना

अब हम विवर्तन के प्रेक्षण की ओर मुड़ते हैं।

विवर्तन है लहर घटना, सभी तरंगों में निहित है, जो किसी भी वस्तु के किनारे के हिस्सों पर देखी जाती है।

अनुभव 4

एक छोटे से संकीर्ण झिरी द्वारा प्रकाश का विवर्तन।

आइए कैलीपर के जबड़ों के बीच के हिस्सों को स्क्रू की मदद से घुमाते हुए गैप बनाएं। प्रकाश के विवर्तन का निरीक्षण करने के लिए, हम कैलीपर के होठों के बीच कागज की एक शीट को दबाते हैं ताकि कागज की इस शीट को बाहर निकाला जा सके। उसके बाद, हम इस संकीर्ण भट्ठा को आंख के पास लंबवत लाते हैं। झिरी के माध्यम से एक उज्ज्वल प्रकाश स्रोत (एक गरमागरम दीपक) का अवलोकन करते समय, कोई प्रकाश के विवर्तन को देख सकता है (चित्र 4 देखें)।

चावल। 4. पतली झिरी द्वारा प्रकाश का विवर्तन

अनुभव 5

मोटे कागज पर विवर्तन

यदि आप कागज की एक मोटी शीट लेते हैं और उस्तरा से चीरा लगाते हैं, तो कागज के इस कट को आंख के पास लाकर और आसन्न दो पत्तियों के स्थान को बदलकर, आप प्रकाश के विवर्तन का निरीक्षण कर सकते हैं।

अनुभव 6

एक छोटे से छेद पर विवर्तन

इस तरह के विवर्तन को देखने के लिए, हमें कागज की एक मोटी शीट और एक पिन की आवश्यकता होती है। पिन की सहायता से शीट में एक छोटा सा छेद करें। फिर हम छेद को आंख के करीब लाते हैं और एक उज्ज्वल प्रकाश स्रोत का निरीक्षण करते हैं। इस मामले में, प्रकाश विवर्तन दिखाई देता है (चित्र 5 देखें)।

विवर्तन पैटर्न में परिवर्तन एपर्चर के आकार पर निर्भर करता है।

चावल। 5. एक छोटे छिद्र द्वारा प्रकाश का विवर्तन

अनुभव 7

घने पारदर्शी कपड़े (नायलॉन, कैम्ब्रिक) के टुकड़े पर प्रकाश का विवर्तन।

आइए एक कैम्ब्रिक रिबन लें और इसे आंखों से थोड़ी दूरी पर रखकर, एक उज्ज्वल प्रकाश स्रोत पर रिबन के माध्यम से देखें। हम विवर्तन देखेंगे, अर्थात्। बहुरंगी धारियाँ और एक चमकीला क्रॉस, जिसमें विवर्तन स्पेक्ट्रम की रेखाएँ शामिल होंगी।

यह आकृति उस विवर्तन की तस्वीरें दिखाती है जो हम देखते हैं (चित्र 6 देखें)।

चावल। 6. प्रकाश का विवर्तन

शिकायत करना:इसे कार्य के दौरान देखे गए हस्तक्षेप और विवर्तन के पैटर्न को प्रस्तुत करना चाहिए।

रेखाओं में परिवर्तन यह दर्शाता है कि तरंगों के अपवर्तन और जोड़ (घटाव) की एक या दूसरी प्रक्रिया कैसे होती है।

झिरी से प्राप्त विवर्तन पैटर्न के आधार पर एक विशेष उपकरण बनाया गया - डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग. यह झिल्लियों का एक समूह है जिससे होकर प्रकाश गुजरता है। प्रकाश का विस्तृत अध्ययन करने के लिए इस उपकरण की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, विवर्तन झंझरी का उपयोग करके, आप प्रकाश की तरंग दैर्ध्य निर्धारित कर सकते हैं।

1. भौतिक विज्ञान()।
2. सितंबर का पहला। शैक्षिक और पद्धतिगत समाचार पत्र ()।

पाठ का उद्देश्य: अवधारणा का अर्थ पता करें, इसकी परिभाषा दें, ऊर्जा प्रभाव, आंशिक संबंध, पथ अंतर के लिए शर्तों पर विचार करें। छात्रों को सुसंगत तरंगों की प्रणाली प्राप्त करने की विधियों से परिचित कराना। प्रकाश के व्यतिकरण को देखने के लिए शर्तों की व्याख्या करें।

प्रकाश तरंगों की एक धारा है। इसलिए, प्रकाश हस्तक्षेप की घटना को देखा जाना चाहिए, अर्थात। रोशनी के मैक्सिमा और मिनिमा के विकल्प प्राप्त करना। हालांकि, दो स्वतंत्र प्रकाश स्रोतों का उपयोग करके एक हस्तक्षेप पैटर्न प्राप्त करना असंभव है। आइए जानें क्यों? स्थिर व्यतिकरण पैटर्न प्राप्त करने के लिए सुमेलित तरंगों की आवश्यकता होती है। अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर उनकी समान लंबाई और निरंतर चरण अंतर होना चाहिए, अर्थात। सुसंगत हो।

प्रकाश तरंगों का हस्तक्षेप दो सुसंगत तरंगों का जोड़ है, जिसके परिणामस्वरूप अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर परिणामी प्रकाश कंपन में वृद्धि या कमी होती है। सुसंगत तरंगें वे तरंगें होती हैं जिनकी आवृत्ति समान होती है और समय के साथ निरंतर चरण अंतर होता है। Q आपने साबुन के बुलबुले उड़ाने में मजा करते हुए कई बार इंटरफेरेंस पैटर्न देखा है।

अंग्रेजी वैज्ञानिक थॉमस यंग ने पहली बार तरंगों को जोड़कर पतली फिल्मों के रंगों की व्याख्या करने की संभावना के बारे में एक शानदार विचार पेश किया, जिनमें से एक फिल्म की बाहरी सतह से परिलक्षित होती है, और दूसरी आंतरिक से। इस मामले में, प्रकाश तरंगों का हस्तक्षेप होता है। व्यतिकरण का परिणाम फिल्म पर प्रकाश के आपतन कोण, उसकी मोटाई और तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है। प्रकाश का प्रवर्धन तब होगा जब अपवर्तित तरंग परावर्तित तरंग से तरंगदैर्घ्य की पूर्णांक संख्या से पीछे रह जाती है। यदि दूसरी तरंग पहली से आधी तरंग दैर्ध्य या विषम संख्या में अर्ध-तरंगों से पीछे है, तो प्रकाश क्षीण हो जाएगा। अंग्रेजी वैज्ञानिक थॉमस यंग ने पहली बार तरंगों को जोड़कर पतली फिल्मों के रंगों की व्याख्या करने की संभावना के बारे में एक शानदार विचार पेश किया, जिनमें से एक फिल्म की बाहरी सतह से परिलक्षित होती है, और दूसरी आंतरिक से। इस मामले में, प्रकाश तरंगों का हस्तक्षेप होता है। व्यतिकरण का परिणाम फिल्म पर प्रकाश के आपतन कोण, उसकी मोटाई और तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है। प्रकाश का प्रवर्धन तब होगा जब अपवर्तित तरंग परावर्तित तरंग से तरंगदैर्घ्य की पूर्णांक संख्या से पीछे रह जाती है। यदि दूसरी तरंग पहली से आधी तरंग दैर्ध्य या विषम संख्या में अर्ध-तरंगों से पीछे है, तो प्रकाश क्षीण हो जाएगा।

अधिकतम स्थिति: यदि इस बिंदु पर दोलनों को उत्तेजित करने वाली दो तरंगों के पथों के बीच का अंतर तरंग दैर्ध्य की एक पूर्णांक संख्या के बराबर है d = k , k = 0,1,2,3,… - तरंगें एक दूसरे को बढ़ाएँगी, Δd किरणों का पथ अंतर है न्यूनतम स्थिति: यदि इस बिंदु पर दोलनों को उत्तेजित करने वाली दो तरंगों के पथ में अंतर अर्ध-तरंगों की विषम संख्या के बराबर है Δd = (2k + 1) λ / 2, k = 0 ,1,2,3, ... - तरंगें एक दूसरे को रद्द कर देंगी।

कुछ साबुन के बुलबुले इंद्रधनुषी क्यों होते हैं और अन्य क्यों नहीं? सबसे पहले, फिल्म रंगहीन है, क्योंकि इसकी मोटाई लगभग समान है। फिर घोल धीरे-धीरे नीचे की ओर बहता है। निचली मोटी और ऊपरी पतली फिल्म की अलग-अलग मोटाई के कारण एक इंद्रधनुषी रंग दिखाई देता है। सबसे पहले, फिल्म रंगहीन है, क्योंकि इसकी मोटाई लगभग समान है। फिर घोल धीरे-धीरे नीचे की ओर बहता है। निचली मोटी और ऊपरी पतली फिल्म की अलग-अलग मोटाई के कारण एक इंद्रधनुषी रंग दिखाई देता है। संशय, विश्वास, जीने की ललक। हवा के बुलबुलों का खेल: जो इंद्रधनुष से चमका, और यह धूसर है और सब कुछ बिखर जाएगा। यह लोगों का जीवन है।

साबुन के बुलबुले की फिल्म की मोटाई साबुन के बुलबुले की दीवार के खंड को एक पतली रेखा के रूप में देखने के लिए, इसे एक कारक द्वारा बढ़ाना आवश्यक है, उसी वृद्धि के साथ, बालों की मोटाई अधिक होगी 2 मीटर से अधिक। बालों की मोटाई 2 मीटर से अधिक होगी। ऊपर - एक सुई की आंख, एक मानव बाल, एक बेसिलस और एक मकड़ी का धागा, 200 गुना बढ़ गया। नीचे - बेसिली और साबुन फिल्म की मोटाई, कई बार बढ़ाई गई। 1 μ=0.0001 सेमी.

फिल्म की बाहरी और भीतरी सतहों से परावर्तित तरंगें सुसंगत होती हैं। वे एक ही प्रकाश पुंज के भाग हैं। प्रत्येक उत्सर्जक परमाणु से तरंगों की ट्रेन को फिल्म द्वारा दो में विभाजित किया जाता है, और फिर इन भागों को एक साथ लाया जाता है और हस्तक्षेप किया जाता है। रंग में अंतर तरंग दैर्ध्य में अंतर के कारण होता है। विभिन्न रंगों के प्रकाश पुंज विभिन्न लंबाई की तरंगों के अनुरूप होते हैं। लंबाई में एक दूसरे से भिन्न तरंगों के पारस्परिक प्रवर्धन के लिए अलग-अलग फिल्म मोटाई की आवश्यकता होती है। क्योंकि साबुन के बुलबुले में असमान मोटाई की फिल्म होती है। सफेद रोशनी से रोशन होने पर अलग-अलग रंग दिखाई देते हैं। थॉमस जंग इस निष्कर्ष पर पहुंचने वाले पहले व्यक्ति थे। हस्तक्षेप की घटना न केवल यह साबित करती है कि प्रकाश में तरंग गुण होते हैं, बल्कि आपको प्रकाश की तरंग दैर्ध्य को मापने की भी अनुमति मिलती है। प्रकाश हस्तक्षेप की घटना में विविधता पाई जाती है प्रायोगिक उपयोग. इस घटना का उपयोग करके, गैसों और अन्य पदार्थों के अपवर्तक सूचकांकों को मापना, रैखिक आयामों का सटीक माप करना, सतहों को पीसने और चमकाने की गुणवत्ता को नियंत्रित करना संभव है।

पाठ में हल की गई समस्याएं 1. पतली तेल फिल्मों के इंद्रधनुषी रंग की क्या व्याख्या है? 2. तेल की मोटी परत इंद्रधनुषी क्यों नहीं होती? 3. क्या खिड़की की खिड़की की दो सतहों से प्रकाश के व्यतिकरण का निरीक्षण करना संभव है? 4. साबुन के बुलबुले की सतह पर इंद्रधनुष के रंग के प्रकट होने की व्याख्या कीजिए। 5. 2 माइक्रोन के ऑप्टिकल पथ अंतर के साथ सुसंगत किरणें अंतरिक्ष में एक निश्चित बिंदु पर पहुंचती हैं। निर्धारित करें कि इस बिंदु पर प्रकाश बढ़ेगा या घटेगा यदि 400 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाली वायलेट किरणें उस पर आती हैं।(उत्तर: वृद्धि)

दो सुसंगत प्रकाश स्रोत स्क्रीन पर 550 एनएम प्रकाश भेजते हैं, जिससे स्क्रीन पर एक हस्तक्षेप पैटर्न उत्पन्न होता है। स्रोत एक दूसरे से 2.2 मिमी और स्क्रीन से 2.2 मीटर दूर हैं। निर्धारित करें कि बिंदु O पर स्क्रीन पर क्या देखा जाएगा - विलुप्त होने या प्रकाश का प्रवर्धन। (किरणों के पथ में अंतर ज्ञात कीजिए)। समाधान: समस्या के प्रश्न का उत्तर देने के लिए किरणों के पथ में अंतर जानना आवश्यक है। इस मामले में, किरणों का ऑप्टिकल पथ अंतर उनके ज्यामितीय अंतर के बराबर है (किरणें एक ही माध्यम में फैलती हैं - हवा): = एस 2 डी = एस 2 ओ-एस 1 ओ = एल त्रिकोण एस 1 ओएस 2 से हम निर्धारित करते हैं एस 2 ओ: एस 2 ओ = एल 2 + डी 2 = एल 1+ (डी/एल) 2. यह देखते हुए कि डी/एल एल की तुलना में छोटा है, हम अनुमानित गणना सूत्र का उपयोग कर सकते हैं (1±а 2 = 1± 1/2आ 2: एस 2 ओ = एल(1+1/2(डी/एल) 2), फिर =एल(1+ 1/2डी 2 /एल 2 - 1) = डी 2 /2एल; \u003d (2.2 * 10 -3 मीटर) 2/2 * 2.2 मीटर \u003d 1.1 * 10 -6 मीटर। बिंदु O पर, अधिकतम लाभ होगा यदि पथ अंतर तरंगों की पूर्णांक संख्या से मेल खाता है, अर्थात। के = 1,2,3,…। के = /λ =2 उत्तर। बिंदु O पर, प्रकाश तीव्र होगा (एक प्रकाश बैंड होगा)। समेकन पाठ के अंत में, हम हस्तक्षेप का अनुभव दिखाएंगे ध्वनि तरंगें. हम प्रदर्शन तालिका पर एक ध्वनि जनरेटर रखते हैं, जिससे हम दो समान वक्ताओं को जोड़ते हैं जो ध्वनि स्रोतों के रूप में काम करते हैं। लगभग 1 मीटर की दूरी पर, हम एक माइक्रोफोन और एक इलेक्ट्रॉनिक आस्टसीलस्कप लगाते हैं। हम सबसे पहले माइक्रोफोन को स्पीकर से उतनी ही दूरी पर रखते हैं। ध्वनि को चालू करते हुए, हम आस्टसीलस्कप स्क्रीन पर महत्वपूर्ण आयाम का एक संकेत देखते हैं। माइक्रोफ़ोन को स्पीकर के समानांतर एक लाइन के साथ ले जाते हुए, हम एक कमजोर और फिर सिग्नल आयाम में वृद्धि का निरीक्षण करते हैं, जो न्यूनतम और बाद के अधिकतम हस्तक्षेप के माध्यम से माइक्रोफ़ोन के संक्रमण को इंगित करता है।

हां गेगुज़िना

पुस्तक से अंश: गेगुज़िन हां ई। बुलबुले। - डोलगोप्रुडनी: आईडी "बुद्धि", 2014।

विज्ञान और जीवन // चित्र

एक पतली फिल्म के रंगों में काले धब्बों के प्रकट होने की व्याख्या करने वाली योजना।

जब भी साबुन के बुलबुले का उल्लेख किया जाता है, तो बातचीत हमेशा उनके रंग के बारे में, या, अधिक सटीक रूप से, उनके रंगों के बारे में, या, अधिक सटीक रूप से, उनके रंग के बारे में सामने आती है। तो एस। या। मार्शल ने अपनी कविताओं में बुलबुले के रंग की प्रशंसा की:

मोर की पूंछ की तरह जलना
इसमें कौन से फूल नहीं हैं!
बैंगनी, लाल, नीला,
हरा, पीला.
और थोड़ा आगे:
अंतरिक्ष में रोशनी
हल्की गेंद खेलता है।
फिर उसमें समंदर नीला हो जाता है,
उसमें आग लगी है।

मार्शक के उत्साह में, शायद, हम में से प्रत्येक अपना जोड़ सकता है, शायद कविता में नहीं, बल्कि गद्य में व्यक्त किया गया है।

साबुन के बुलबुलों के रंग दिखाई देने का क्या कारण है?

सबसे पहले, समस्या के इतिहास के बारे में संक्षेप में। अठारहवीं सदी के भौतिकी से अवगत कराया गया XIX सदीविरासत में प्रकाश की प्रकृति के बारे में परस्पर विरोधी विचार। "कॉर्पसकुलर" प्रकाश के बारे में विचार - काल्पनिक कणों की एक धारा - कॉर्पसकल, न्यूटन पर चढ़े। न्यूटन का मानना ​​​​था कि, रेटिना पर होने से, कण प्रकाश की अनुभूति को उत्तेजित करते हैं: छोटे कणिकाएं बैंगनी रंग का आभास देती हैं, और बड़ी कणिकाएं - लाल। इन धारणाओं ने, प्रकाश के प्रसार में कुछ नियमितताओं की व्याख्या करते हुए, कई घटनाओं को बिना किसी स्पष्टीकरण के छोड़ दिया, जिनमें से प्रकाश का हस्तक्षेप था।

ग्रिमाल्डी, हुक और ह्यूजेंस के लिए, प्रकाश की तरंग प्रकृति के बारे में विचार चढ़े। न्यूटन के एक युवा समकालीन इतालवी भौतिक विज्ञानी फ्रांसेस्को ग्रिमाल्डी ने प्रकाश के प्रसार की तुलना पानी पर तरंगों के प्रसार से की।

हमें 18वीं और 19वीं शताब्दी के बीच का मोड़ ठीक से याद था क्योंकि इनमें से एक महानतम भौतिक विज्ञानी- थॉमस जंग, जिन्होंने अपने शोध के साथ, प्रकाश के बारे में तरंग विचारों की पुष्टि की, विशेष रूप से, सभी प्रकार की हस्तक्षेप अभिव्यक्तियों की व्याख्या की। और "हस्तक्षेप" शब्द को पहली बार जंग द्वारा विज्ञान में पेश किया गया था।

वह अद्वितीय बहुमुखी प्रतिभा और रचनात्मक हितों की असीम श्रेणी के व्यक्ति थे। लेकिन, शायद, उनकी सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धियां प्रकाश की तरंग प्रकृति के बारे में विचारों के विकास से जुड़ी हैं, और विशेष रूप से, हस्तक्षेप की घटना की प्रकृति के बारे में, पतली फिल्मों के रंगों के बारे में। फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी डोमिनिक अरागो ने थॉमस जंग के बारे में लिखा: "डॉ जंग की सबसे मूल्यवान खोज, जो उनके नाम को हमेशा के लिए अमर कर देगी, उनके द्वारा एक ऐसी वस्तु से प्रेरित थी जो बहुत ही महत्वहीन लग रही थी: वे बहुत उज्ज्वल और हल्के बुलबुले साबुन का झाग, जो बमुश्किल एक स्कूली बच्चे के भूसे से बचता है, हवा के सबसे अगोचर आंदोलनों का खेल बन जाता है।

कविता, उत्साह और इतिहास को श्रद्धांजलि देने के बाद, आइए भौतिकी की ओर मुड़ें, आइए "साबुन के बुलबुले के प्रकाशिकी" के बारे में बात करें। पाठक जानता है कि प्रकाश का प्रसार एक तरंग प्रक्रिया है और एक प्रसार मोनोक्रोमैटिक तरंग में एक निश्चित तरंग दैर्ध्य 0 होता है। यह भी ज्ञात है कि एक प्रकाश पुंज दो माध्यमों के बीच के अंतरापृष्ठ से परावर्तित होता है और इस सीमा से गुजरते हुए अपवर्तित होता है। और यह भी ज्ञात है कि तथाकथित सफेद रंग बहुरंगी मोनोक्रोमैटिक किरणों का मिश्रण है - लाल से बैंगनी तक। लाल किरण की तरंग दैर्ध्य बैंगनी की तुलना में लंबी होती है। और, अंत में, यह ज्ञात है कि शून्य से फिल्म के पदार्थ में संक्रमण के दौरान, तरंग दैर्ध्य 0 बदल जाता है और λw के बराबर हो जाता है। मान n = λ0/λv अपवर्तनांक कहलाता है।

आइए अब हम एक निश्चित कोण पर मोनोक्रोमैटिक प्रकाश को मोटाई h की एक पतली फिल्म की सतह पर निर्देशित करें, जिसकी तरंग दैर्ध्य λ0 है। ऐसा होगा: प्रकाश की किरण आंशिक रूप से फिल्म की सतह से परावर्तित होगी, और आंशिक रूप से, कोण r पर अपवर्तित, इसकी मात्रा में प्रवेश करेगी। यही बात फिल्म की निचली सतह पर भी होगी: अपवर्तन और परावर्तन। परावर्तित किरण ऊपरी सतह पर वापस आ जाएगी, परावर्तित और अपवर्तित होगी, और इसमें से कुछ फिल्म छोड़ देगी, जहां यह घटना प्राथमिक बीम की किरणों में से एक से मिलेगी। यह बिंदु C पर होगा। यह बिंदु मुख्य रूप से हमारे लिए रुचि का है।

बिंदु C पर, दो पुंज मिलते हैं, एक ही स्रोत से पैदा हुए, लेकिन अलग-अलग रास्तों से गुजरते हुए। ऐसी किरणों को "सुसंगत" कहा जाता है। उन्हें विशिष्ठ विशेषतायह है कि उनके दोलनों का चरण अंतर अपरिवर्तित रहता है। बिंदु C पर इन किरणों की परस्पर क्रिया की प्रकृति इस बिंदु तक पहुँचने से पहले उनके द्वारा तय किए गए रास्तों के अंतर से निर्धारित होती है। इस पथ अंतर को प्रकाशिक पथ अंतर कहा जाता है। n = sini / sin r की एक बहुत ही सरल गणना और परिभाषा से, यह इस प्रकार है कि

= 2hn क्योंकि r.

हम थॉमस यंग की सबसे महत्वपूर्ण उपलब्धि पर पहुंचे हैं। उन्होंने इस तथ्य पर ध्यान आकर्षित किया कि जब शर्त ∆ = kλ0/2 (k एक पूर्णांक है) पूरी होती है, तो दो अनिवार्य रूप से अलग-अलग प्रभाव हो सकते हैं: यदि k एक सम संख्या है, तो तरंगें एक दूसरे को मजबूत करेंगी, और यदि यह है अजीब, वे कमजोर हो जाएंगे, अधिक सटीक रूप से, एक दूसरे को बुझा देंगे।

यंग के अनुसार हस्तक्षेप के तंत्र के मूल विचार की शक्ति हड़ताली है, जो बहुत स्वाभाविक रूप से एक अद्भुत प्रयोगात्मक तथ्य की व्याख्या करती है: प्रकाश, प्रकाश के साथ मिलकर, अंधेरे को जन्म देता है! एक अन्य पाठक को ऐसा लग सकता है कि प्राप्त परिणाम में कुछ प्रतिकूल है, क्योंकि अंधेरे की उपस्थिति का अर्थ है ऊर्जा का गायब होना, और निश्चित रूप से ऐसा नहीं होना चाहिए। वास्तव में, इसका मतलब यह नहीं है, क्योंकि हस्तक्षेप की प्रक्रिया में ऊर्जा गायब नहीं होती है, इसे पुनर्वितरित किया जाता है, जहां दो बीम एक दूसरे को सुदृढ़ करते हैं।

को परिभाषित करने वाले सूत्र के आधार पर, हम "सोप बबल ऑप्टिक्स" कहलाने वाले के बारे में बहुत कुछ समझ सकते हैं। के सूत्र में दिया गया मूल्य n प्रकाश की तरंग दैर्ध्य 0, फिल्म की मोटाई h और कोण r एक साथ जुड़े हुए हैं, और इसलिए फिल्म पर बीम की घटना का कोण i। आइए मान लें कि सफेद प्रकाश की किरण निरंतर मोटाई की एक फिल्म द्वारा गठित बुलबुले की सतह पर पड़ती है, और बीम अलग-अलग कोणों पर बुलबुले की सतह के विभिन्न हिस्सों से मिलती है। इसका मतलब यह है कि जिन परिस्थितियों में परावर्तित किरण प्रवर्धित होती है, विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाली किरणें गिरेंगी और बुलबुले के विभिन्न भाग इंद्रधनुष के विभिन्न रंगों से चमकेंगे: बैंगनी, लाल, नीला, हरा, पीला। यह एक और कारण से हो सकता है: बबल फिल्म के विभिन्न हिस्से समय के साथ अपनी मोटाई बदलते हैं (अब एच पहले से ही बदल रहा है), और यही कारण है कि "इसमें समुद्र नीला हो जाता है, फिर इसमें आग जलती है।" यदि आप साबुन के बुलबुले को करीब से देखें, तो आप स्पष्ट रूप से उस तरल के प्रवाह को देख सकते हैं जो उसका रंग बदलता है।

असंख्य पूर्ववर्तियों के बाद, हम साबुन की फिल्मों में हस्तक्षेप पर एक प्रयोग भी स्थापित कर सकते हैं, जो उन स्थितियों के करीब है जिनमें साबुन के बुलबुले फिल्म के विभिन्न भाग होते हैं। तथ्य यह है कि साबुन के बुलबुले में हमेशा ऐसे क्षेत्र होते हैं जिनमें गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, तरल नीचे की ओर बढ़ता है और, परिणामस्वरूप, फिल्म की मोटाई बदल जाती है, और इसके साथ इसका रंग भी बदल जाता है।

ऐसा अनुभव। फ्रेम पर फ्लैट फिल्म लंबवत स्थित है। समय के साथ, यह एक पच्चर का रूप ले लेता है: ऊपर से पतला, नीचे से मोटा। इसका रंग धारीदार, बहुरंगी, समय के साथ बदलता रहता है। यह तरल की धाराओं के साथ तैरता हुआ प्रतीत होता है।

साबुन के बुलबुले के प्रकाशिकी के बारे में कहानी को समाप्त करने के लिए, बुलबुले के रंग में काली धारियों और धब्बों के बारे में कहना आवश्यक है। वे विशेष रूप से स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं जब बुलबुले के पास जीने के लिए कुछ ही क्षण शेष होते हैं।

आइए काले धब्बों के प्रकट होने के भौतिक कारणों को समझने की कोशिश करें, यह याद करते हुए कि पतली फिल्म में किरणों के मार्ग में ऑप्टिकल अंतर पर चर्चा करते समय, हम फिल्म के साथ प्रकाश की बातचीत में एक विवरण के बारे में चुप रहे। यह विवरण बहुत महत्वपूर्ण नहीं है जब फिल्म मोटी होती है (एच 0), और जब फिल्म पतली होती है तो इसे उपेक्षित नहीं किया जा सकता है (एच 0)<< λ0). Дело в том, что, как оказывается, отражение луча от границ воздух-плёнка и плёнка-воздух происходит так, что оптическая разность хода при этом скачком изменяется на половину длины волны. В соответствующем разделе теоретической оптики это обстоятельство доказывается математически строго. Известны, однако, совсем простые рассуждения английского физика Джорджа Стокса, отчётливо объясняющие это явление. Приведём его рассуждения. Если направление распространения луча, отражённого от границы воздух-плёнка (BD), и луча, преломлённого в ней (ВС), обратить, они должны образовать луч (ВА), равный по интенсивности и направленный противоположно первичному лучу (АВ). Это утверждение справедливо, оно попросту отражает закон сохранения энергии. Обращённые лучи СВ и DB, вообще говоря, могли бы образовать ещё луч (BE). Он, однако, отсутствует, это - экспериментальный факт. Следовательно, в его создание лучи СВ и DB вносят вклад в виде лучей, которые равны по интенсивности, но смещены по отношению друг к другу на половину длины волны и поэтому гасят друг друга. Если к сказанному добавить, что один из этих лучей испытывал отражение от границы воздух-плёнка, а другой - от границы плёнка-воздух, то станет ясно, что происходит дополнительный скачок ∆ = λ0/2 при отражении от границ между воздухом и плёнкой.

आइए अब काले धब्बों और धारियों पर लौटते हैं। यदि फिल्म की मोटाई इतनी छोटी है कि ऑप्टिकल पथ अंतर, हवा-फिल्म इंटरफ़ेस से परावर्तित होने पर आधा-लहर नुकसान को ध्यान में रखे बिना गणना की जाती है, तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटी हो जाती है, तो हस्तक्षेप केवल द्वारा निर्धारित किया जाएगा तथ्य यह है कि किरणें आधी तरंग दैर्ध्य से स्थानांतरित हो जाती हैं, अर्थात वे एक दूसरे को बुझा देती हैं। और इसका मतलब है कि फिल्म का एक काला रंग है।

साबुन के बुलबुले पर काले धब्बे के बारे में कहानी के पूरे तर्क को उलट दिया जा सकता है और निम्नलिखित कहा जा सकता है। बहुत पतली फिल्मों का काला रंग एक सच्चाई है! इसलिए, जब दो बीम वायु-फिल्म और फिल्म-वायु सीमाओं से परावर्तित होते हैं, तो उनके बीच आधे तरंग दैर्ध्य के बराबर एक अतिरिक्त ऑप्टिकल पथ अंतर दिखाई देना चाहिए। यह तर्क से प्रयोग तक का मार्ग नहीं है, बल्कि प्रयोग से तर्क तक का मार्ग है। दोनों रास्ते वैध हैं और एक दूसरे के पूरक हैं।

हम उन विचारों से रूबरू हुए हैं जो आज लगभग हल्के में लगते हैं, लेकिन 19वीं शताब्दी की शुरुआत में थॉमस यंग के समय में एक चौंकाने वाला रहस्योद्घाटन था। आखिरकार, जरा सोचिए: प्रकाश, प्रकाश के साथ मिलकर, अंधकार को जन्म देता है!

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लैब #13

विषय: "हस्तक्षेप और प्रकाश के विवर्तन का अवलोकन"

उद्देश्य:व्यतिकरण और विवर्तन की परिघटना का प्रयोगात्मक अध्ययन करें।

उपकरण:एक सीधे फिलामेंट (प्रति वर्ग एक), दो ग्लास प्लेट, एक ग्लास ट्यूब, एक साबुन समाधान के साथ एक गिलास, 30 मिमी व्यास के साथ एक तार की अंगूठी, एक सीडी, कैलीपर, नायलॉन कपड़े के साथ एक बिजली का दीपक।

लिखित:

हस्तक्षेप किसी भी प्रकृति की तरंगों की एक विशेषता है: यांत्रिक, विद्युत चुम्बकीय।

तरंग हस्तक्षेप – दो (या कई) तरंगों के स्थान में जोड़, जिसमें इसके विभिन्न बिंदुओं पर परिणामी तरंग का प्रवर्धन या क्षीणन प्राप्त होता है.

आमतौर पर, एक ही प्रकाश स्रोत द्वारा उत्सर्जित तरंगों को सुपरइम्पोज़ करते समय हस्तक्षेप देखा जाता है, जो अंदर आया था दिया गया बिंदुविभिन्न तरीके। दो स्वतंत्र स्रोतों से व्यतिकरण पैटर्न प्राप्त करना असंभव है, क्योंकि अणु या परमाणु एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से तरंगों की अलग-अलग ट्रेनों में प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। परमाणु प्रकाश तरंगों (ट्रेनों) के टुकड़े उत्सर्जित करते हैं, जिसमें दोलनों के चरण यादृच्छिक होते हैं। त्सुगी लगभग 1 मीटर लंबे होते हैं। विभिन्न परमाणुओं की तरंग रेलगाड़ियाँ एक दूसरे पर आरोपित होती हैं। परिणामी दोलनों का आयाम समय के साथ इतनी जल्दी बदल जाता है कि आंखों के पास चित्रों के इस परिवर्तन को महसूस करने का समय नहीं होता है। इसलिए, एक व्यक्ति अंतरिक्ष को समान रूप से प्रकाशित देखता है। एक स्थिर हस्तक्षेप पैटर्न बनाने के लिए, सुसंगत (मिलान) तरंग स्रोतों की आवश्यकता होती है।

सुसंगत वे तरंगें कहलाती हैं जिनकी आवृत्ति समान होती है और चरण अंतर स्थिर होता है।

बिंदु C पर परिणामी विस्थापन का आयाम d2 - d1 की दूरी पर तरंगों के पथ में अंतर पर निर्भर करता है।

अधिकतम शर्त

, (d=d 2-d 1 )

कहाँ पे के = 0; ± 1; ± 2; ± 3 ;…

(लहरों के मार्ग में अंतर अर्ध-तरंगों की सम संख्या के बराबर होता है)

स्रोत A और B से तरंगें समान चरणों में बिंदु C पर आएंगी और "एक दूसरे को प्रवर्धित करेंगी"।

φ ए \u003d φ बी - दोलनों के चरण

Δφ=0 - चरण अंतर

ए = 2X अधिकतम

न्यूनतम शर्त

, (d=d 2-d 1)

कहाँ पे के = 0; ± 1; ± 2; ± 3;…

(लहरों के पथ में अंतर अर्ध-तरंगों की विषम संख्या के बराबर है)

स्रोत ए और बी से तरंगें एंटीफेज में बिंदु सी पर आ जाएंगी और "एक दूसरे को बुझा दें"।

φ ए ≠φ बी - दोलन चरण

Δφ=π - चरण अंतर

ए = 0 परिणामी तरंग का आयाम है।

हस्तक्षेप पैटर्न- उच्च और निम्न प्रकाश तीव्रता वाले क्षेत्रों का नियमित प्रत्यावर्तन।

प्रकाश हस्तक्षेप- दो या अधिक प्रकाश तरंगों के आरोपित होने पर प्रकाश विकिरण की ऊर्जा का स्थानिक पुनर्वितरण।

विवर्तन के कारण, प्रकाश एक सीधा प्रसार (उदाहरण के लिए, बाधाओं के किनारों के पास) से विचलित हो जाता है।

विवर्तन – छोटे छिद्रों से गुजरते समय और तरंग द्वारा छोटी बाधाओं को गोल करते समय रेक्टिलिनियर प्रसार से तरंग विचलन की घटना.

विवर्तन अभिव्यक्ति की स्थिति: डी< λ , कहाँ पे डी- बाधा का आकार, λ - तरंग दैर्ध्य। बाधाओं (छेद) के आयाम तरंग दैर्ध्य से छोटे या उसके अनुरूप होने चाहिए।

इस घटना (विवर्तन) का अस्तित्व ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियमों के दायरे को सीमित करता है और ऑप्टिकल उपकरणों के सीमित संकल्प का कारण है।

डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग- एक ऑप्टिकल डिवाइस, जो नियमित रूप से व्यवस्थित तत्वों की एक बड़ी संख्या की आवधिक संरचना है, जिस पर प्रकाश का विवर्तन होता है। किसी दिए गए विवर्तन झंझरी के लिए परिभाषित और स्थिर प्रोफ़ाइल वाले स्ट्रोक नियमित अंतराल पर दोहराए जाते हैं डी(जाली अवधि)। विवर्तन झंझरी की उस पर आपतित प्रकाश पुंज को तरंगदैर्घ्य में अपघटित करने की क्षमता इसका मुख्य गुण है। चिंतनशील और पारदर्शी विवर्तन झंझरी हैं। आधुनिक उपकरणों में, मुख्य रूप से परावर्तक विवर्तन झंझरी का उपयोग किया जाता है।.

अधिकतम विवर्तन देखने की शर्त:

डी पापφ = के , कहाँ पे के = 0; ± 1; ± 2; ± 3; डी- झंझरी अवधि , φ - वह कोण जिस पर मैक्सिमा मनाया जाता है, और λ - तरंग दैर्ध्य।

अधिकतम स्थिति से यह निम्नानुसार है पापφ=(के λ)/डी.

चलो k=1, फिर sinφ करोड़ =λ करोड़ /dऔर पापφ एफ =λ एफ / डी।

ह ज्ञात है कि करोड़ >λ च,इस तरह पापी सीआर>पाप. क्योंकि वाई = पाप - समारोह बढ़ रहा है, तो करोड़ >φ f

इसलिए, विवर्तन स्पेक्ट्रम में बैंगनी रंग केंद्र के करीब स्थित होता है।

प्रकाश के व्यतिकरण और विवर्तन की परिघटनाओं में, ऊर्जा संरक्षण के नियम का पालन किया जाता है. हस्तक्षेप के क्षेत्र में, प्रकाश ऊर्जा को अन्य प्रकार की ऊर्जा में परिवर्तित किए बिना ही पुनर्वितरित किया जाता है। कुल प्रकाश ऊर्जा के सापेक्ष हस्तक्षेप पैटर्न के कुछ बिंदुओं पर ऊर्जा में वृद्धि की भरपाई अन्य बिंदुओं पर इसकी कमी से होती है (कुल प्रकाश ऊर्जा स्वतंत्र स्रोतों से दो प्रकाश पुंजों की प्रकाश ऊर्जा है)। हल्की धारियां एनर्जी मैक्सिमा के अनुरूप होती हैं, डार्क स्ट्राइप्स एनर्जी मिनिमा के अनुरूप होती हैं।

कार्य करने की प्रक्रिया:

अनुभव 1.तार की अंगूठी को साबुन के घोल में डुबोएं। तार के वलय पर साबुन की फिल्म बनती है।

इसे लंबवत स्थिति में रखें। हम हल्की और गहरी क्षैतिज धारियों का निरीक्षण करते हैं जो फिल्म की मोटाई में बदलाव के साथ चौड़ाई में बदल जाती हैं।

व्याख्या।प्रकाश और अंधेरे बैंड की उपस्थिति को फिल्म की सतह से परावर्तित प्रकाश तरंगों के हस्तक्षेप द्वारा समझाया गया है। त्रिभुज d = 2h। प्रकाश तरंगों के पथ में अंतर फिल्म की मोटाई के दोगुने के बराबर होता है।जब लंबवत रखा जाता है, तो फिल्म में एक पच्चर के आकार का आकार होता है। इसके ऊपरी भाग में प्रकाश तरंगों के पथ में अंतर इसके निचले भाग की तुलना में कम होगा। फिल्म के उन स्थानों में जहां पथ अंतर समान संख्या में अर्ध-तरंगों के बराबर होता है, उज्ज्वल धारियां देखी जाती हैं। और विषम संख्या में अर्ध-लहरों के साथ - गहरी धारियां। धारियों की क्षैतिज व्यवस्था को समझाया गया है क्षैतिज व्यवस्थासमान फिल्म मोटाई की रेखाएँ।

हम साबुन की फिल्म को सफेद रोशनी (दीपक से) से रोशन करते हैं। हम वर्णक्रमीय रंगों में प्रकाश बैंड के रंग का निरीक्षण करते हैं: शीर्ष पर - नीला, नीचे - लाल।

व्याख्या।इस रंगाई को आपतित रंग की तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश बैंड की स्थिति की निर्भरता से समझाया गया है।

हम यह भी देखते हैं कि बैंड अपने आकार को बढ़ाते और बनाए रखते हुए नीचे की ओर बढ़ते हैं।

व्याख्या।यह फिल्म की मोटाई में कमी के कारण है, क्योंकि गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत साबुन का घोल नीचे की ओर बहता है।

अनुभव 2. साबुन के बुलबुले को काँच की नली से फूंकें और उसकी सावधानीपूर्वक जाँच करें।श्वेत प्रकाश से प्रकाशित होने पर, वर्णक्रमीय रंगों में रंगीन, रंगीन व्यतिकरण वलय के निर्माण का निरीक्षण करें। प्रत्येक प्रकाश वलय के शीर्ष किनारे में होता है नीला रंग, निचला वाला लाल है। जैसे-जैसे फिल्म की मोटाई कम होती जाती है, वैसे-वैसे छल्ले भी फैलते जाते हैं, धीरे-धीरे नीचे की ओर बढ़ते हैं। उनके वलयाकार आकार को समान मोटाई की रेखाओं के वलयाकार आकार द्वारा समझाया गया है।

प्रश्नों के उत्तर दें:

1. साबुन के बुलबुले इंद्रधनुषी क्यों होते हैं?
2. इंद्रधनुष की धारियाँ किस आकार की होती हैं?
3. बुलबुले का रंग हर समय क्यों बदलता रहता है?

अनुभव 3.दो कांच की प्लेटों को अच्छी तरह से पोंछ लें, एक साथ रखें और अपनी उंगलियों से निचोड़ें। संपर्क सतहों के गैर-आदर्श आकार के कारण, प्लेटों के बीच सबसे पतली वायु रिक्तियां बनती हैं।

जब अंतराल बनाने वाली प्लेटों की सतहों से प्रकाश परावर्तित होता है, तो चमकदार इंद्रधनुषी धारियां दिखाई देती हैं - रिंग के आकार की या अनियमित आकार. जब प्लेटों को संपीड़ित करने वाला बल बदलता है, तो पट्टियों की व्यवस्था और आकार बदल जाता है। आपके द्वारा देखे गए चित्र बनाएं।

व्याख्या:प्लेटों की सतहें पूर्ण रूप से सम नहीं हो सकती हैं, इसलिए वे केवल कुछ ही स्थानों पर स्पर्श करती हैं। इन जगहों के चारों ओर सबसे पतली हवा के वेजेज बनते हैं। विभिन्न आकारहस्तक्षेप की एक तस्वीर दे रहा है। प्रेषित प्रकाश में, अधिकतम स्थिति 2h=kl

प्रश्नों के उत्तर दें:

1. प्लेटों के संपर्क के बिंदुओं पर चमकदार इंद्रधनुषी वलय के आकार की या अनियमित आकार की धारियां क्यों देखी जाती हैं?
2. दबाव के साथ व्यतिकरण फ्रिंजों का आकार और स्थान क्यों बदल जाता है?

अनुभव 4.सीडी की सतह (जिसे रिकॉर्ड किया जा रहा है) की विभिन्न कोणों से सावधानीपूर्वक जांच करें।

व्याख्या: विवर्तन स्पेक्ट्रम की चमक डिस्क पर जमा खांचे की आवृत्ति और किरणों के आपतन कोण पर निर्भर करती है। लैंप के फिलामेंट से आपतित लगभग समानांतर बीम बिंदु A और B पर खांचे के बीच आसन्न उभार से परिलक्षित होते हैं। किरणें एक कोण पर परावर्तित होती हैं कोण के बराबरगिरते हुए, एक सफेद रेखा के रूप में एक दीपक फिलामेंट की छवि बनाते हैं। अन्य कोणों पर परावर्तित किरणों में एक निश्चित पथ अंतर होता है, जिसके परिणामस्वरूप तरंगें जुड़ जाती हैं।

आप क्या देख रहे हैं? देखी गई घटनाओं की व्याख्या करें। व्यतिकरण पैटर्न का वर्णन कीजिए।

सीडी की सतह एक सर्पिल ट्रैक है जिसमें दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के अनुरूप पिच होती है। एक अच्छी संरचित सतह पर, विवर्तन और हस्तक्षेप की घटनाएं दिखाई देती हैं। सीडी के मुख्य आकर्षण इंद्रधनुषी हैं।

अनुभव 5.हम कैलीपर के स्लाइडर को जबड़े के बीच 0.5 मिमी चौड़े रूपों के अंतराल तक स्थानांतरित करते हैं।

हम स्पंज के बेवल वाले हिस्से को आंख के करीब रखते हैं (अंतराल को लंबवत रखते हुए)। इस अंतराल के माध्यम से हम जलते हुए दीपक के लंबवत स्थित धागे को देखते हैं। हम धागे के दोनों किनारों पर इसके समानांतर इंद्रधनुषी धारियों को देखते हैं। हम स्लॉट की चौड़ाई को 0.05 - 0.8 मिमी की सीमा में बदलते हैं। संकरी झिल्लियों में जाने पर, बैंड अलग हो जाते हैं, चौड़े हो जाते हैं, और अलग स्पेक्ट्रम बनाते हैं। जब सबसे चौड़ी झिरी से देखा जाता है, तो फ्रिंज बहुत संकरे होते हैं और एक दूसरे के करीब होते हैं। अपनी नोटबुक में जो चित्र आप देखते हैं उसे खींचिए। देखी गई घटनाओं की व्याख्या करें.

अनुभव 6.जलते हुए दीपक के फिलामेंट पर नायलॉन के कपड़े को देखें। कपड़े को अक्ष के चारों ओर घुमाकर, समकोण पर पार किए गए दो विवर्तन बैंड के रूप में एक स्पष्ट विवर्तन पैटर्न प्राप्त करें।

व्याख्या: एक विवर्तन अधिकतम क्रस्ट के केंद्र में दिखाई देता है सफेद रंग. k=0 पर, तरंग पथ अंतर शून्य के बराबर है, इसलिए केंद्रीय अधिकतम सफेद है। क्रॉस प्राप्त किया जाता है क्योंकि कपड़े के धागे परस्पर लंबवत स्लॉट के साथ एक साथ मुड़े हुए दो विवर्तन झंझरी होते हैं। वर्णक्रमीय रंगों की उपस्थिति को इस तथ्य से समझाया गया है कि सफेद रोशनीविभिन्न लंबाई की तरंगों से मिलकर बनता है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए प्रकाश की अधिकतम विवर्तन विभिन्न स्थानों पर प्राप्त की जाती है।

प्रेक्षित विवर्तन क्रॉस को स्केच करें। देखी गई घटनाओं की व्याख्या करें।

आउटपुट रिकॉर्ड करें। संकेत दें कि आपके किस प्रयोग में व्यतिकरण की परिघटना देखी गई और किस विवर्तन में.

टेस्ट प्रश्न:

1. प्रकाश क्या है?
2. किसने साबित किया कि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है?
3. प्रकाश का व्यतिकरण किसे कहते हैं? हस्तक्षेप के लिए अधिकतम और न्यूनतम शर्तें क्या हैं?
4. क्या दो तापदीप्त बल्बों से आने वाली प्रकाश तरंगें व्यतिकरण कर सकती हैं? क्यों?
5. प्रकाश का विवर्तन क्या है?
6. क्या मुख्य विवर्तन मैक्सिमा की स्थिति झंझरी झिल्लियों की संख्या पर निर्भर करती है?

1. प्राकृतिक प्रकाश स्रोतों से प्रकाश तरंगों का जोड़।

2. सुसंगत स्रोत। हल्का हस्तक्षेप।

3. प्राकृतिक प्रकाश के एक बिंदु स्रोत से दो सुसंगत स्रोत प्राप्त करना।

4. व्यतिकरणमापी, व्यतिकरण सूक्ष्मदर्शी।

5. पतली फिल्मों में हस्तक्षेप। प्रकाशिकी की रोशनी।

6. बुनियादी अवधारणाएं और सूत्र।

7. कार्य।

प्रकाश प्रकृति में विद्युत चुम्बकीय है, और प्रकाश का प्रसार प्रसार है विद्युतचुम्बकीय तरंगें. प्रकाश के प्रसार के दौरान देखे गए सभी ऑप्टिकल प्रभाव तीव्रता वेक्टर में एक दोलन परिवर्तन से जुड़े होते हैं विद्युत क्षेत्रई जिसे कहा जाता है प्रकाश वेक्टर।अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु के लिए, प्रकाश की तीव्रता I इस बिंदु पर आने वाली तरंग के प्रकाश वेक्टर के आयाम के वर्ग के समानुपाती होती है: I ~ E m 2।

20.1. प्राकृतिक प्रकाश स्रोतों से प्रकाश तरंगों का जोड़

आइए जानें कि क्या होता है जब दोसमान आवृत्तियों और समानांतर प्रकाश वैक्टर वाली प्रकाश तरंगें:

इस स्थिति में, प्रकाश की तीव्रता का व्यंजक प्राप्त होता है

सूत्र (20.1) और (20.2) प्राप्त करते समय, हमने के प्रश्न पर विचार नहीं किया भौतिक प्रकृतिई 1 और ई 2 कंपन पैदा करने वाले प्रकाश स्रोत। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, व्यक्तिगत अणु प्रकाश के प्राथमिक स्रोत हैं। एक अणु द्वारा प्रकाश का उत्सर्जन तब होता है जब वह एक ऊर्जा स्तर से दूसरे ऊर्जा स्तर तक जाता है। ऐसे विकिरण की अवधि बहुत कम होती है (~10 -8 s), और विकिरण का क्षण एक यादृच्छिक घटना है। इस मामले में, लगभग 3 मीटर की लंबाई के साथ एक समय-सीमित विद्युत चुम्बकीय नाड़ी बनती है। ऐसी नाड़ी को कहा जाता है रेल गाडी।

प्रकाश के प्राकृतिक स्रोत वे पिंड हैं जिन्हें गर्म किया जाता है उच्च तापमान. ऐसे स्रोत का प्रकाश अलग-अलग समय पर अलग-अलग अणुओं द्वारा उत्सर्जित ट्रेनों की एक बड़ी संख्या का संग्रह है। इसलिए, सूत्रों (20.1) और (20.2) में cosΔφ का औसत मान शून्य के बराबर हो जाता है, और ये सूत्र निम्न रूप लेते हैं:

अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर प्राकृतिक प्रकाश स्रोतों की तीव्रता बढ़ जाती है।

इस मामले में प्रकाश की तरंग प्रकृति प्रकट नहीं होती है।

20.2 सुसंगत स्रोत। प्रकाश हस्तक्षेप

प्रकाश तरंगों के जुड़ने का परिणाम अलग होगा यदि किसी दिए गए बिंदु पर आने वाली सभी ट्रेनों के लिए चरण अंतर है नियत मान।इसके लिए सुसंगत प्रकाश स्रोतों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

सुसंगतसमान आवृत्ति के प्रकाश स्रोत कहलाते हैं, जो अंतरिक्ष में दिए गए बिंदु पर आने वाली तरंगों के लिए चरण अंतर की स्थिरता सुनिश्चित करते हैं।

सुसंगत स्रोतों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश तरंगों को भी कहा जाता है सुसंगत लहरें।

चावल। 20.1.सुसंगत तरंगों का जोड़

स्रोत S 1 और S 2 द्वारा उत्सर्जित दो सुसंगत तरंगों के योग पर विचार कीजिए (चित्र 20.1)। मान लीजिए कि जिस बिंदु के लिए इन तरंगों का योग माना जाता है, उसे स्रोतों से दूरियों द्वारा हटा दिया जाता है एस 1और एस 2क्रमशः, और मीडिया जिसमें तरंगें फैलती हैं, उनके अलग-अलग अपवर्तनांक n 1 और n 2 होते हैं।

तरंग द्वारा तय किए गए पथ की लंबाई और माध्यम के अपवर्तनांक (s * n) के गुणनफल को कहा जाता है ऑप्टिकल पथ की लंबाईप्रकाशिक लंबाई के अंतर का निरपेक्ष मान कहलाता है ऑप्टिकल पथ अंतर:

हम देखते हैं कि सुसंगत तरंगों को जोड़ते समय, अंतरिक्ष में दिए गए बिंदु पर चरण अंतर का परिमाण स्थिर रहता है और यह ऑप्टिकल पथ अंतर और तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित किया जाता है। उन बिंदुओं पर जहां स्थिति

cosΔφ = 1, और परिणामी तरंग की तीव्रता के लिए सूत्र (20.2) रूप लेता है

इस मामले में, तीव्रता अधिकतम संभव मान लेती है।

उन बिंदुओं के लिए जहां स्थिति

इस प्रकार, सुसंगत तरंगों के योग के दौरान, ऊर्जा का एक स्थानिक पुनर्वितरण होता है - कुछ बिंदुओं पर, तरंग की ऊर्जा बढ़ जाती है, जबकि अन्य में यह घट जाती है। इस घटना को कहा जाता है दखल अंदाजी।

प्रकाश हस्तक्षेप -सुसंगत प्रकाश तरंगों का जोड़, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा का एक स्थानिक पुनर्वितरण होता है, जिससे उनके प्रवर्धन या कमजोर होने के एक स्थिर पैटर्न का निर्माण होता है।

समानताएं (20.6) और (20.7) अधिकतम और न्यूनतम हस्तक्षेप की शर्तें हैं। पथ अंतर के संदर्भ में उन्हें लिखना अधिक सुविधाजनक है।

अधिकतम तीव्रताहस्तक्षेप तब देखा जाता है जब ऑप्टिकल पथ अंतर तरंग दैर्ध्य की पूर्णांक संख्या के बराबर होता है (यहाँ तक कीआधी तरंगों की संख्या)।

पूर्णांक k को व्यतिकरण का अधिकतम क्रम कहा जाता है।

इसी तरह, न्यूनतम शर्त प्राप्त की जाती है:

न्यूनतम तीव्रताहस्तक्षेप के दौरान देखा जाता है जब ऑप्टिकल पथ अंतर बराबर होता है अजीबआधी तरंगों की संख्या।

लहर की तीव्रता करीब होने पर तरंग हस्तक्षेप विशेष रूप से स्पष्ट होता है। इस स्थिति में, अधिकतम के क्षेत्र में, तीव्रता प्रत्येक तरंग की तीव्रता से चार गुना अधिक होती है, और न्यूनतम के क्षेत्र में, तीव्रता लगभग शून्य होती है। अंधेरे अंतराल से अलग उज्ज्वल प्रकाश बैंड से एक हस्तक्षेप पैटर्न प्राप्त किया जाता है।

20.3. प्राकृतिक प्रकाश के एक बिंदु स्रोत से दो सुसंगत स्रोत प्राप्त करना

लेजर के आविष्कार से पहले, एक प्रकाश तरंग को दो बीमों में विभाजित करके सुसंगत प्रकाश स्रोत बनाए गए थे जो एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करते थे। आइए ऐसी दो विधियों पर विचार करें।

यंग की विधि(चित्र। 20.2)। एक बिंदु स्रोत S से आने वाली तरंग के मार्ग पर दो छोटे छिद्रों वाला एक अपारदर्शी अवरोध रखा जाता है। ये छिद्र सुसंगत स्रोत S 1 और S 2 हैं। चूँकि S 1 और S 2 से निकलने वाली द्वितीयक तरंगें एक ही तरंग फ़्रंट से संबंधित होती हैं, इसलिए वे सुसंगत होती हैं। इन प्रकाश पुंजों के ओवरलैप के क्षेत्र में हस्तक्षेप देखा जाता है।

चावल। 20.2युवा विधि द्वारा सुसंगत तरंगें प्राप्त करना

आमतौर पर, एक अपारदर्शी अवरोध में छेद दो संकीर्ण समानांतर स्लॉट के रूप में बनाए जाते हैं। फिर स्क्रीन पर इंटरफेरेंस पैटर्न डार्क गैप द्वारा अलग की गई हल्की धारियों की एक प्रणाली है (चित्र। 20.3)। लाइट बार के अनुरूप

चावल। 20.3.यंग की विधि के अनुरूप हस्तक्षेप पैटर्न, k स्पेक्ट्रम का क्रम है

शून्य-क्रम अधिकतम स्क्रीन के केंद्र में इस तरह स्थित है कि स्लॉट की दूरी समान है। इसके दायीं ओर और बायीं ओर प्रथम कोटि का मैक्सिमा है, इत्यादि। जब स्लिट्स को मोनोक्रोमैटिक प्रकाश से प्रकाशित किया जाता है, तो प्रकाश की धारियों का रंग संगत होता है। सफेद रोशनी का उपयोग करते समय, अधिकतम शून्य आदेशयह है सफेद रंग,और शेष मैक्सिमा है इंद्रधनुषीरंगाई, चूंकि विभिन्न तरंग दैर्ध्य के लिए एक ही क्रम के मैक्सिमा अलग-अलग जगहों पर बनते हैं।

लॉयड्स मिरर(चित्र 20.4)। एक बिंदु स्रोत S समतल दर्पण M की सतह से थोड़ी दूरी पर स्थित है। प्रत्यक्ष और परावर्तित किरणें हस्तक्षेप करती हैं। सुसंगत स्रोत प्राथमिक स्रोत S और दर्पण S 1 में उसकी काल्पनिक छवि हैं। प्रत्यक्ष और परावर्तित बीम के ओवरलैप क्षेत्र में हस्तक्षेप देखा जाता है।

चावल। 20.4.लॉयड के दर्पण का उपयोग करके सुसंगत तरंगें प्राप्त करना

20.4. इंटरफेरोमीटर, हस्तक्षेप

माइक्रोस्कोप

कार्रवाई प्रकाश हस्तक्षेप के उपयोग पर आधारित है व्यतिकरणमापीइंटरफेरोमीटर को पारदर्शी मीडिया के अपवर्तनांक को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है; ऑप्टिकल भागों की सतहों के आकार, सूक्ष्म राहत और विरूपण को नियंत्रित करने के लिए; गैसों में अशुद्धियों का पता लगाने के लिए (कमरों और खानों में हवा की शुद्धता को नियंत्रित करने के लिए स्वच्छता अभ्यास में उपयोग किया जाता है)। चित्र 20.5 जैमिन इंटरफेरोमीटर का एक सरलीकृत आरेख दिखाता है, जिसे गैसों और तरल पदार्थों के अपवर्तक सूचकांकों को मापने के साथ-साथ हवा में अशुद्धियों की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

सफेद प्रकाश की किरणें दो छिद्रों (यंग की विधि) से होकर गुजरती हैं, और फिर दो समान क्यूवेट K 1 और K 2 से होकर विभिन्न अपवर्तक सूचकांकों वाले पदार्थों से भरी होती हैं, जिनमें से एक ज्ञात है। यदि अपवर्तनांक समान थे, तो सफेदशून्य-क्रम हस्तक्षेप अधिकतम स्क्रीन के केंद्र में स्थित होगा। अपवर्तक सूचकांकों में अंतर क्यूवेट्स से गुजरते समय एक ऑप्टिकल पथ अंतर की उपस्थिति की ओर जाता है। परिणामस्वरूप, स्क्रीन के केंद्र के सापेक्ष अधिकतम शून्य क्रम (इसे अक्रोमेटिक कहा जाता है) स्थानांतरित हो जाता है। दूसरा (अज्ञात) अपवर्तनांक विस्थापन मान से निर्धारित होता है। हम व्युत्पन्न के बिना अपवर्तक सूचकांकों के बीच अंतर निर्धारित करने के लिए एक सूत्र देते हैं:

जहां k बैंड की संख्या है जिसके द्वारा अक्रोमेटिक अधिकतम स्थानांतरित हो गया है; मैं- क्युवेट लंबाई।

चावल। 20.5.व्यतिकरणमापी में किरण पथ:

एस - स्रोत, मोनोक्रोमैटिक प्रकाश द्वारा प्रकाशित संकीर्ण भट्ठा; L वह लेंस है जिसमें स्रोत फोकस में है; K - लंबाई के समान क्युवेट मैं; डी - दो स्लिट्स के साथ डायाफ्राम; ई-स्क्रीन

जैमिन इंटरफेरोमीटर का उपयोग करके, अपवर्तक सूचकांकों में छठे दशमलव स्थान के अंतर को निर्धारित करना संभव है। यह उच्च सटीकता छोटे वायु प्रदूषण का भी पता लगाना संभव बनाती है।

हस्तक्षेप सूक्ष्मदर्शीएक प्रकाशीय सूक्ष्मदर्शी और एक व्यतिकरणमापी का संयोजन है (चित्र 20.6)।

चावल। 20.6.व्यतिकरण सूक्ष्मदर्शी में किरणों का पथ:

एम - पारदर्शी वस्तु; डी - डायाफ्राम; ओ - माइक्रोस्कोप ऐपिस के लिए

हस्तक्षेप करने वाली किरणों का अवलोकन; डी - वस्तु मोटाई

वस्तु M और माध्यम के अपवर्तनांक में अंतर के कारण, किरणें पथ अंतर प्राप्त करती हैं। नतीजतन, वस्तु और पर्यावरण के बीच एक हल्का कंट्रास्ट बनता है (एकवर्णी प्रकाश में) या वस्तु रंगीन हो जाती है (सफेद रोशनी में)।

इस उपकरण का उपयोग शुष्क पदार्थ की सांद्रता को मापने के लिए किया जाता है, पारदर्शी बिना रंग वाली सूक्ष्म वस्तुओं का आकार जो संचरित प्रकाश में गैर-विपरीत होते हैं।

पथ अंतर वस्तु की मोटाई d द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऑप्टिकल पथ अंतर को तरंग दैर्ध्य के सौवें हिस्से की सटीकता के साथ मापा जा सकता है, जिससे एक जीवित कोशिका की संरचना का मात्रात्मक अध्ययन करना संभव हो जाता है।

20.5. पतली फिल्मों में हस्तक्षेप। प्रकाशिकी का ज्ञान

यह सर्वविदित है कि पानी की सतह या साबुन के बुलबुले की सतह पर गैसोलीन के दागों का रंग इंद्रधनुषी होता है। ड्रैगनफलीज़ के पारदर्शी पंखों में भी इंद्रधनुषी रंग होते हैं। रंग की उपस्थिति परावर्तित प्रकाश किरणों के हस्तक्षेप के कारण होती है

चावल। 20.7.पतली फिल्म में किरणों का परावर्तन

पतली फिल्म के आगे और पीछे की तरफ से। आइए इस घटना पर अधिक विस्तार से विचार करें (चित्र 20.7)।

मान लीजिए कि एकवर्णी प्रकाश का किरणपुंज हवा से साबुन फिल्म की सामने की सतह पर किसी कोण α पर गिरता है। घटना के बिंदु पर, प्रकाश के परावर्तन और अपवर्तन की घटनाएं देखी जाती हैं। परावर्तित बीम 2 हवा में लौटता है। अपवर्तित बीम फिल्म की पिछली सतह से परावर्तित होती है और, सामने की सतह पर अपवर्तित होकर, बीम 2 के समानांतर हवा (बीम 3) में बाहर निकलती है।

आंख के ऑप्टिकल सिस्टम से गुजरने के बाद, किरणें 2 और 3 रेटिना पर प्रतिच्छेद करती हैं, जहां उनका हस्तक्षेप होता है। गणना से पता चलता है कि एक साबुन फिल्म के लिए वायु पर्यावरण, बीम 2 और 3 के बीच पथ अंतर की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

अंतर इस तथ्य के कारण है कि जब प्रकाश प्रकाशीय से परावर्तित होता है सघनपर्यावरण, इसका चरण π द्वारा बदलता है, जो कि बीम 2 की ऑप्टिकल पथ लंबाई में λ/2 के परिवर्तन के बराबर है। जब कम सघन माध्यम से परावर्तित किया जाता है, तो कोई चरण परिवर्तन नहीं होता है। पानी की सतह पर गैसोलीन की एक फिल्म में, सघन माध्यम से परावर्तन होता है दो बार।इसलिए, जोड़ λ/2 दोनों व्यतिकारी पुंजों में प्रकट होता है। जब कोई पथ अंतर पाया जाता है, तो वह नष्ट हो जाता है।

ज्यादा से ज्यादाउन कोणों के लिए हस्तक्षेप पैटर्न प्राप्त किया जाता है (α) जो शर्त को पूरा करते हैं

यदि हम एकवर्णी प्रकाश से प्रकाशित एक फिल्म को देखें, तो हमें संबंधित रंग के कई बैंड दिखाई देंगे, जो गहरे अंतरालों द्वारा अलग किए गए हैं। जब फिल्म को सफेद रोशनी से रोशन किया जाता है, तो हम विभिन्न रंगों के इंटरफेरेंस मैक्सिमा को देखते हैं। इस प्रकार फिल्म एक इंद्रधनुषी रंग प्राप्त कर लेती है।

पतली फिल्मों में हस्तक्षेप की घटना का उपयोग ऑप्टिकल उपकरणों में किया जाता है जो ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा परावर्तित प्रकाश ऊर्जा के अनुपात को कम करते हैं और वृद्धि (ऊर्जा के संरक्षण के कानून के कारण), इसलिए, रिकॉर्डिंग सिस्टम को आपूर्ति की जाने वाली ऊर्जा - एक फोटोग्राफिक प्लेट, एक आंख।

प्रकाशिकी की रोशनी।आधुनिक तकनीक में प्रकाश हस्तक्षेप की घटना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऐसा ही एक अनुप्रयोग प्रकाशिकी का "ज्ञानोदय" है। आधुनिक ऑप्टिकल सिस्टम बड़ी संख्या में परावर्तक सतहों के साथ बहु-लेंस उद्देश्यों का उपयोग करते हैं। परावर्तन के कारण प्रकाश की हानि कैमरे के लेंस में 25% और माइक्रोस्कोप में 50% तक पहुंच सकती है। इसके अलावा, कई प्रतिबिंब छवि की गुणवत्ता को कम करते हैं, उदाहरण के लिए, एक पृष्ठभूमि दिखाई देती है जो इसके विपरीत को कम करती है।

परावर्तित प्रकाश की तीव्रता को कम करने के लिए, लेंस को एक पारदर्शी फिल्म से ढक दिया जाता है, जिसकी मोटाई इसमें प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के 1/4 के बराबर होती है:

जहां पी - फिल्म में प्रकाश तरंग की लंबाई; निर्वात में प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है; n फिल्म पदार्थ का अपवर्तनांक है।

आमतौर पर वे उपयोग किए गए प्रकाश के स्पेक्ट्रम के मध्य के अनुरूप तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्देशित होते हैं। फिल्म सामग्री का चयन इसलिए किया जाता है ताकि इसका अपवर्तनांक लेंस ग्लास से कम हो। इस मामले में, पथ अंतर की गणना के लिए सूत्र (20.11) का उपयोग किया जाता है।

प्रकाश का मुख्य भाग छोटे कोणों पर लेंस पर पड़ता है। इसलिए, हम sin 2 α ≈ 0 डाल सकते हैं। तब सूत्र (20.11) निम्नलिखित रूप लेता है:

इस प्रकार, फिल्म की आगे और पीछे की सतहों से परावर्तित किरणें हैं चरण से बाहरऔर हस्तक्षेप के दौरान एक दूसरे को लगभग पूरी तरह से रद्द कर देते हैं। यह स्पेक्ट्रम के मध्य भाग में होता है। अन्य तरंग दैर्ध्य के लिए, परावर्तित किरण की तीव्रता भी कम हो जाती है, हालांकि कुछ हद तक।

20.6. बुनियादी अवधारणाएं और सूत्र

तालिका का अंत

20.7. कार्य

1. परमाणु के उत्सर्जन के समय t के दौरान बनने वाली तरंगों की ट्रेन की स्थानिक सीमा L क्या है?

फेसला

एल \u003d सी * टी \u003d 3x10 8 मीटर / सीएक्स 10 -8 एस \u003d 3 मीटर। जवाब: 3मी.

2. दो सुसंगत प्रकाश स्रोतों से तरंग पथों के बीच का अंतर 0.2λ है। खोजें: ए) इस मामले में चरण अंतर क्या है, बी) हस्तक्षेप का परिणाम क्या है।

3. स्क्रीन के किसी बिंदु पर दो सुसंगत प्रकाश स्रोतों से तरंगों के मार्ग में अंतर δ = 4.36 माइक्रोन है। व्यतिकरण का परिणाम क्या होगा यदि तरंगदैर्घ्य है: a) 670; बी) 438; ग) 536 एनएम?

जवाब:ए) न्यूनतम बी) अधिकतम; ग) अधिकतम और न्यूनतम के बीच एक मध्यवर्ती बिंदु।

4. एक साबुन फिल्म (n = 1.36) 45° के कोण पर सफेद प्रकाश के संपर्क में है। किस न्यूनतम फिल्म मोटाई h पर यह एक पीले रंग का टिंट प्राप्त करेगा? (λ = 600 एनएम) जब परावर्तित प्रकाश में देखा जाता है?

5. मोटाई h = 0.3 μm वाली एक साबुन फिल्म इसकी सतह पर लंबवत सफेद प्रकाश घटना से प्रकाशित होती है (α = 0)। फिल्म को परावर्तित प्रकाश में देखा जाता है। साबुन के घोल का अपवर्तनांक n = 1.33 है। फिल्म किस रंग की होगी?

6. व्यतिकरणमापी को से मोनोक्रोमैटिक प्रकाश से प्रकाशित किया जाता है λ = 589 एनएम। क्युवेट लंबाई मैं= 10 सेमी। जब एक सेल में हवा को अमोनिया से बदल दिया गया था, तो अक्रोमैटिक अधिकतम k = 17 बैंड द्वारा स्थानांतरित कर दिया गया था। वायु का अपवर्तनांक n 1 = 1.000277. अमोनिया n 1 का अपवर्तनांक ज्ञात कीजिए।

एन 2 = एन 1 + केλ/ मैं = 1,000277 + 17*589*10 -7 /10 = 1,000377.

जवाब:एन 1 = 1.000377।

7. प्रकाशिकी को रोशन करने के लिए पतली फिल्मों का उपयोग किया जाता है। परावर्तन के बिना तरंग दैर्ध्य = 550 एनएम के प्रकाश को प्रसारित करने के लिए फिल्म कितनी मोटी होनी चाहिए? फिल्म का अपवर्तनांक n = 1.22 है।

जवाब:एच = /4n = 113 एनएम।

8. इसमें क्या है? उपस्थितिप्रबुद्ध प्रकाशिकी में अंतर करें? जवाब:चूंकि एक ही समय में सभी लंबाई के प्रकाश को बुझाना असंभव है

तरंगें, तब वे स्पेक्ट्रम के मध्य के अनुरूप प्रकाश के विलुप्त होने को प्राप्त करते हैं। प्रकाशिकी बैंगनी हो जाती है।

9. कांच पर जमा /4 की ऑप्टिकल मोटाई के साथ एक कोटिंग क्या भूमिका निभाती है यदि कोटिंग पदार्थ के अपवर्तक सूचकांक अधिककांच का अपवर्तनांक?

फेसला

इस मामले में, अर्ध-लहर केवल फिल्म-एयर इंटरफेस पर खो जाती है। इसलिए, पथ अंतर λ/2 के बजाय λ है। इस मामले में, परावर्तित तरंगें तेजएक दूसरे को बुझाने के बजाय।

जवाब:कोटिंग चिंतनशील है।

10. एक पतली पारदर्शी प्लेट पर α = 45° कोण पर आपतित प्रकाश की किरणें जब परावर्तित होती हैं तो इसे रंग देती हैं हरा रंग. किरणों के आपतन कोण में परिवर्तन होने पर प्लेट का रंग कैसे बदलेगा?

α = 45° पर, हरी किरणों के लिए व्यतिकरण की स्थिति अधिकतम के अनुरूप होती है। जैसे-जैसे कोण बढ़ता है, बायाँ भाग घटता जाता है। इसलिए, दाहिनी ओर भी कम होना चाहिए, जो में वृद्धि के अनुरूप है।

जैसे-जैसे कोण घटता है, घटेगा।

जवाब:जैसे-जैसे कोण बढ़ेगा, प्लेट का रंग धीरे-धीरे लाल की ओर बदलेगा। जैसे-जैसे कोण घटता जाएगा, प्लेट का रंग धीरे-धीरे बैंगनी रंग में बदल जाएगा।