ഭൗതികശാസ്ത്രത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ലബോറട്ടറി ജോലി, ലൈറ്റ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ നിരീക്ഷണം. വിഷയം: പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും നിരീക്ഷണം

ലബോറട്ടറി ജോലിഈ വിഷയത്തിൽ: "പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും നിരീക്ഷണം"

ജോലിയുടെ ലക്ഷ്യം: ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും പ്രതിഭാസം പരീക്ഷണാത്മകമായി പഠിക്കുക.

ഉപകരണം: നേരായ ഫിലമെന്റുള്ള ഒരു വൈദ്യുത വിളക്ക്, രണ്ട് ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ, ഒരു ഗ്ലാസ് ട്യൂബ്, സോപ്പ് ലായനി ഉള്ള ഒരു ഗ്ലാസ്, 30 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ഹാൻഡിൽ ഉള്ള ഒരു വയർ റിംഗ്, ഒരു സിഡി, ഒരു കാലിപ്പർ, നൈലോൺ ഫാബ്രിക്.

സിദ്ധാന്തം: ഇടപെടൽ എന്നത് ഏതൊരു സ്വഭാവത്തിന്റെയും തരംഗങ്ങളുടെ ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്: മെക്കാനിക്കൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക.

തരംഗ ഇടപെടൽ – രണ്ട് (അല്ലെങ്കിൽ നിരവധി) തരംഗങ്ങളുടെ ഇടത്തിൽ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു, അതിൽ വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിൽ തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന തരംഗത്തെ ശക്തിപ്പെടുത്തുകയോ ദുർബലപ്പെടുത്തുകയോ ചെയ്യുന്നു.

ഒരേ പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന തരംഗങ്ങൾ സൂപ്പർഇമ്പോസ് ചെയ്യുകയും വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ ഒരു നിശ്ചിത പോയിന്റിൽ എത്തുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഇടപെടൽ സാധാരണയായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. രണ്ട് സ്വതന്ത്ര ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്ന് ഒരു ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ നേടുന്നത് അസാധ്യമാണ്, കാരണം തന്മാത്രകൾ അല്ലെങ്കിൽ ആറ്റങ്ങൾ പരസ്പരം സ്വതന്ത്രമായി തരംഗങ്ങളുടെ പ്രത്യേക ട്രെയിനുകളിൽ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ആറ്റങ്ങൾ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ (ട്രെയിനുകൾ) ശകലങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, അതിൽ ആന്ദോളന ഘട്ടങ്ങൾ ക്രമരഹിതമാണ്. ട്രെയിനുകൾക്ക് ഏകദേശം 1 മീറ്റർ നീളമുണ്ട്. വ്യത്യസ്ത ആറ്റങ്ങളുടെ തരംഗ ട്രെയിനുകൾ പരസ്പരം ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വ്യാപ്തി കാലക്രമേണ ക്രമരഹിതമായി മാറുന്നു, പാറ്റേണുകളിലെ ഈ മാറ്റം കണ്ണിന് മനസ്സിലാക്കാൻ സമയമില്ല. അതിനാൽ, ഒരു വ്യക്തി സ്പേസ് ഒരേപോലെ പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നതായി കാണുന്നു. സ്ഥിരതയുള്ള ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന്, യോജിച്ച (പൊരുത്തമുള്ള) തരംഗ സ്രോതസ്സുകൾ ആവശ്യമാണ്.

കോഹറന്റ് ഒരേ ആവൃത്തിയും സ്ഥിരമായ ഘട്ട വ്യത്യാസവുമുള്ള തരംഗങ്ങളെ വിളിക്കുന്നു.

പോയിന്റ് C യിൽ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന സ്ഥാനചലനത്തിന്റെ വ്യാപ്തി d2 - d1 ദൂരത്തിലുള്ള തരംഗ പാതകളിലെ വ്യത്യാസത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

പരമാവധി അവസ്ഥ

, (Δd=d 2 -d 1) എവിടെ k=0; ± 1; ± 2; ± 3;… (വേവ് പാതയിലെ വ്യത്യാസം പകുതി തരംഗങ്ങളുടെ ഇരട്ട സംഖ്യയ്ക്ക് തുല്യമാണ്) എ, ബി സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള തരംഗങ്ങൾ ഒരേ ഘട്ടങ്ങളിൽ പോയിന്റ് സിയിൽ എത്തുകയും "പരസ്പരം ശക്തിപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും." φ എ = φ ബി - ആന്ദോളന ഘട്ടങ്ങൾ Δφ=0 - ഘട്ട വ്യത്യാസം A=2X പരമാവധി

ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അവസ്ഥ

	, (Δd=d 2 -d 1) എവിടെ k=0; ± 1; ± 2; ± 3;... (വേവ് പാതയിലെ വ്യത്യാസം പകുതി തരംഗങ്ങളുടെ ഒറ്റ സംഖ്യയ്ക്ക് തുല്യമാണ്) എ, ബി സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള തരംഗങ്ങൾ ആന്റിഫേസിൽ പോയിന്റ് സിയിൽ എത്തുകയും "പരസ്പരം റദ്ദാക്കുകയും ചെയ്യും." φ A ≠φ B - ആന്ദോളന ഘട്ടങ്ങൾ Δφ=π - ഘട്ട വ്യത്യാസം A=0 - തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന തരംഗത്തിന്റെ വ്യാപ്തി.
	ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ- പ്രകാശ തീവ്രത കൂടുകയും കുറയുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രദേശങ്ങളുടെ പതിവ് മാറ്റം. പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടൽ- രണ്ടോ അതിലധികമോ പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ സൂപ്പർഇമ്പോസ് ചെയ്യുമ്പോൾ പ്രകാശ വികിരണത്തിന്റെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ സ്പേഷ്യൽ പുനർവിതരണം.

ഡിഫ്രാക്ഷൻ കാരണം, പ്രകാശം അതിന്റെ രേഖീയ പ്രചരണത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, തടസ്സങ്ങളുടെ അരികുകൾക്ക് സമീപം).

ഡിഫ്രാക്ഷൻ - ചെറിയ ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോഴും ചെറിയ തടസ്സങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും തിരമാല വളയുമ്പോഴും റെക്റ്റിലീനിയർ പ്രചരണത്തിൽ നിന്നുള്ള തരംഗ വ്യതിയാനത്തിന്റെ പ്രതിഭാസം.

ഡിഫ്രാക്ഷൻ അവസ്ഥ:d , എവിടെ ഡി - തടസ്സത്തിന്റെ വലിപ്പം,λ - തരംഗദൈർഘ്യം. തടസ്സങ്ങളുടെ (ദ്വാരങ്ങൾ) അളവുകൾ ചെറുതോ തരംഗദൈർഘ്യവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതോ ആയിരിക്കണം.

ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ (ഡിഫ്രാക്ഷൻ) നിലനിൽപ്പ് ജ്യാമിതീയ ഒപ്റ്റിക്സ് നിയമങ്ങളുടെ പ്രയോഗത്തിന്റെ വ്യാപ്തി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, കൂടാതെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ റെസല്യൂഷന്റെ പരിധിക്ക് കാരണവുമാണ്.

ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ്- ആനുകാലിക ഘടനയുള്ള ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണം വലിയ സംഖ്യലൈറ്റ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ സംഭവിക്കുന്ന പതിവായി ക്രമീകരിച്ച ഘടകങ്ങൾ. തന്നിരിക്കുന്ന ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗിനായി നിർദ്ദിഷ്ടവും സ്ഥിരവുമായ പ്രൊഫൈൽ ഉള്ള സ്ട്രോക്കുകൾ ഒരേ ഇടവേളയിൽ ആവർത്തിക്കുന്നുഡി (ലാറ്റിസ് കാലയളവ്). തരംഗദൈർഘ്യമനുസരിച്ച് ഒരു പ്രകാശകിരണത്തെ വേർതിരിക്കാനുള്ള ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ കഴിവാണ് അതിന്റെ പ്രധാന സ്വത്ത്. പ്രതിഫലിക്കുന്നതും സുതാര്യവുമായ ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗുകളുണ്ട്.IN ആധുനിക ഉപകരണങ്ങൾറിഫ്ലക്ടീവ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗുകളാണ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

ഡിഫ്രാക്ഷൻ പരമാവധി നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യവസ്ഥ:

d·sinφ=k·λ, ഇവിടെ k=0; ± 1; ± 2; ± 3; d - ലാറ്റിസ് കാലഘട്ടം, φ - പരമാവധി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന കോൺ, ഒപ്പംλ - തരംഗദൈർഘ്യം.

പരമാവധി അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് അത് പിന്തുടരുന്നു sinφ=(k·λ)/d.

k=1 എന്ന് അനുവദിക്കുക, തുടർന്ന് sinφ kr =λ kr /d, sinφ f =λ f /d.

λ cr >λ f, അതിനാൽ sinφ cr >sinφ f എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു. കാരണം y= sinφ f - അപ്പോൾ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിക്കുന്നുφ cr >φ f

അതുകൊണ്ടാണ് ധൂമ്രനൂൽഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രത്തിൽ കേന്ദ്രത്തോട് അടുത്താണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്.

പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും പ്രതിഭാസങ്ങളിൽ, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഇടപെടൽ മേഖലയിൽ, പ്രകാശ ഊർജ്ജം മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടാതെ പുനർവിതരണം ചെയ്യുക മാത്രമാണ് ചെയ്യുന്നത്. മൊത്തം പ്രകാശ ഊർജ്ജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഇടപെടൽ പാറ്റേണിന്റെ ചില പോയിന്റുകളിൽ ഊർജ്ജത്തിന്റെ വർദ്ധനവ് മറ്റ് പോയിന്റുകളിൽ അതിന്റെ കുറവ് നികത്തുന്നു (ആകെ പ്രകാശ ഊർജ്ജം എന്നത് സ്വതന്ത്ര സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള രണ്ട് പ്രകാശകിരണങ്ങളുടെ പ്രകാശ ഊർജ്ജമാണ്). ഇളം വരകൾ എനർജി മാക്സിമയുമായി യോജിക്കുന്നു, ഇരുണ്ട വരകൾ എനർജി മിനിമയുമായി യോജിക്കുന്നു.

പുരോഗതി:

അനുഭവം 1. വയർ റിംഗ് സോപ്പ് ലായനിയിൽ മുക്കുക.വയർ വളയത്തിൽ ഒരു സോപ്പ് ഫിലിം രൂപം കൊള്ളുന്നു.

ഇത് ലംബമായി വയ്ക്കുക. ഫിലിം കനം മാറുന്നതിനനുസരിച്ച് വീതിയിൽ മാറുന്ന പ്രകാശവും ഇരുണ്ടതുമായ തിരശ്ചീന വരകൾ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു.

വിശദീകരണം. ഫിലിമിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ഇടപെടലാണ് പ്രകാശത്തിന്റെയും ഇരുണ്ട വരകളുടെയും രൂപം വിശദീകരിക്കുന്നത്. ത്രികോണം d = 2h.പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ പാതയിലെ വ്യത്യാസം ഫിലിമിന്റെ ഇരട്ടി കട്ടിയുള്ളതിന് തുല്യമാണ്.ലംബമായി സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, ഫിലിമിന് വെഡ്ജ് ആകൃതിയിലുള്ള ആകൃതിയുണ്ട്. അതിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്ത് പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ പാതയിലെ വ്യത്യാസം താഴത്തെ ഭാഗത്തെക്കാൾ കുറവായിരിക്കും. പാത വ്യത്യാസം പകുതി തരംഗങ്ങളുടെ ഇരട്ട സംഖ്യയ്ക്ക് തുല്യമായ ചിത്രത്തിന്റെ സ്ഥലങ്ങളിൽ, ലൈറ്റ് സ്ട്രൈപ്പുകൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. അർദ്ധ തരംഗങ്ങളുടെ ഒറ്റ സംഖ്യയോടെ - ഇരുണ്ട വരകൾ. സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ തിരശ്ചീന ക്രമീകരണം തുല്യ ഫിലിം കനമുള്ള വരികളുടെ തിരശ്ചീന ക്രമീകരണം വഴി വിശദീകരിക്കുന്നു.

ഞങ്ങൾ സോപ്പ് ഫിലിം വെളുത്ത വെളിച്ചത്തിൽ (ഒരു വിളക്കിൽ നിന്ന്) പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നു. ലൈറ്റ് സ്ട്രൈപ്പുകൾ സ്പെക്ട്രൽ നിറങ്ങളിൽ നിറമുള്ളതായി ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു: മുകളിൽ നീല, താഴെ ചുവപ്പ്.

വിശദീകരണം. സംഭവ വർണ്ണത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ ലൈറ്റ് സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ സ്ഥാനത്തെ ആശ്രയിച്ചാണ് ഈ കളറിംഗ് വിശദീകരിക്കുന്നത്.

വരകൾ വികസിക്കുകയും അവയുടെ ആകൃതി നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നത് താഴേക്ക് നീങ്ങുന്നതും ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു.

വിശദീകരണം. സോപ്പ് ലായനി ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ താഴേക്ക് ഒഴുകുന്നതിനാൽ ഫിലിം കനം കുറയുന്നത് ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു.

അനുഭവം 2. ഒരു ഗ്ലാസ് ട്യൂബ് ഉപയോഗിച്ച്, ഒരു സോപ്പ് കുമിള ഊതി, അത് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിശോധിക്കുക.വെളുത്ത വെളിച്ചത്തിൽ പ്രകാശിക്കുമ്പോൾ, സ്പെക്ട്രൽ നിറങ്ങളിൽ നിറമുള്ള നിറമുള്ള ഇടപെടൽ വളയങ്ങളുടെ രൂപീകരണം നിരീക്ഷിക്കുക. ഓരോ ലൈറ്റ് റിംഗിന്റെയും മുകളിലെ അറ്റം ഉണ്ട് നീല നിറം, താഴെയുള്ളത് ചുവപ്പാണ്. ഫിലിം കനം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് വളയങ്ങൾ വികസിക്കുകയും പതുക്കെ താഴേക്ക് നീങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. അവയുടെ മോതിരം ആകൃതിയിലുള്ള രൂപം തുല്യ കട്ടിയുള്ള റിംഗ് ആകൃതിയിലുള്ള വരകളാൽ വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു.

ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുക:

1. എന്തുകൊണ്ടാണ് സോപ്പ് കുമിളകൾക്ക് മഴവില്ലിന്റെ നിറമുള്ളത്?
2. മഴവില്ല് വരകൾക്ക് എന്ത് ആകൃതിയാണ് ഉള്ളത്?
3. എന്തുകൊണ്ടാണ് കുമിളയുടെ നിറം എപ്പോഴും മാറുന്നത്?

അനുഭവം 3*. രണ്ട് ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകളും നന്നായി തുടച്ച്, ഒരുമിച്ച് വയ്ക്കുക, വിരലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അമർത്തുക. കോൺടാക്റ്റ് ഉപരിതലങ്ങളുടെ അപൂർണ്ണമായ ആകൃതി കാരണം, പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ നേർത്ത വായു ശൂന്യത രൂപം കൊള്ളുന്നു.

	വിടവ് രൂപപ്പെടുന്ന പ്ലേറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രകാശം പ്രതിഫലിക്കുമ്പോൾ, തിളങ്ങുന്ന മഴവില്ല് വരകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു - മോതിരം ആകൃതിയിലുള്ളതോ അല്ലെങ്കിൽ ക്രമരഹിതമായ രൂപം. പ്ലേറ്റുകളെ കംപ്രസ് ചെയ്യുന്ന ശക്തി മാറുമ്പോൾ, സ്ട്രിപ്പുകളുടെ സ്ഥാനവും രൂപവും മാറുന്നു.നിങ്ങൾ കാണുന്ന ചിത്രങ്ങൾ വരയ്ക്കുക.

വിശദീകരണം: പ്ലേറ്റുകളുടെ ഉപരിതലം പൂർണ്ണമായും പരന്നതായിരിക്കാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ അവ കുറച്ച് സ്ഥലങ്ങളിൽ മാത്രം സ്പർശിക്കുന്നു. ഈ സ്ഥലങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും ഏറ്റവും കനം കുറഞ്ഞ എയർ വെഡ്ജുകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു വിവിധ രൂപങ്ങൾ, ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ നൽകുന്നു. പ്രക്ഷേപണം ചെയ്ത പ്രകാശത്തിൽ പരമാവധി അവസ്ഥ 2h=kl ആണ്

ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുക:

1. തകിടുകൾ സ്പർശിക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ തിളക്കമുള്ള മഴവില്ല് വളയത്തിന്റെ ആകൃതിയിലുള്ളതോ ക്രമരഹിതമായ ആകൃതിയിലുള്ളതോ ആയ വരകൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

വിശദീകരണം : ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രയുടെ തെളിച്ചം ഡിസ്കിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ഗ്രോവുകളുടെ ആവൃത്തിയെയും കിരണങ്ങളുടെ സംഭവത്തിന്റെ കോണിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ലാമ്പ് ഫിലമെന്റിൽ നിന്നുള്ള ഏതാണ്ട് സമാന്തര രശ്മികൾ A, B എന്നീ പോയിന്റുകളിലെ തോപ്പുകൾക്കിടയിലുള്ള തൊട്ടടുത്ത കോൺവെക്‌സിറ്റികളിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്നു. സംഭവത്തിന്റെ കോണിന് തുല്യമായ ഒരു കോണിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്ന കിരണങ്ങൾ ഒരു വെളുത്ത വരയുടെ രൂപത്തിൽ വിളക്ക് ഫിലമെന്റിന്റെ ഒരു ചിത്രം ഉണ്ടാക്കുന്നു. മറ്റ് കോണുകളിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്ന കിരണങ്ങൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത പാത വ്യത്യാസമുണ്ട്, അതിന്റെ ഫലമായി തരംഗ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ സംഭവിക്കുന്നു.

നിങ്ങൾ എന്താണ് നിരീക്ഷിക്കുന്നത്? നിരീക്ഷിച്ച പ്രതിഭാസങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുക. ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ വിവരിക്കുക.

ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് ആനുപാതികമായ പിച്ച് ഉള്ള ഒരു സർപ്പിള ട്രാക്കാണ് സിഡിയുടെ ഉപരിതലം. സൂക്ഷ്മ ഘടനാപരമായ പ്രതലത്തിൽ ഡിഫ്രാക്ഷൻ, ഇടപെടൽ പ്രതിഭാസങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. സിഡികളുടെ തിളക്കത്തിന് മഴവില്ലിന്റെ നിറമുണ്ട്.

അനുഭവം 5. കത്തുന്ന വിളക്കിന്റെ ഫിലമെന്റിൽ നൈലോൺ തുണികൊണ്ട് നോക്കുക. ഫാബ്രിക് അതിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന് ചുറ്റും കറക്കുന്നതിലൂടെ, വലത് കോണുകളിൽ കടന്നുപോകുന്ന രണ്ട് ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ രൂപത്തിൽ വ്യക്തമായ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ നേടുക.

വിശദീകരണം : കുരിശിന്റെ മധ്യഭാഗത്ത് ഒരു വെളുത്ത ഡിഫ്രാക്ഷൻ പരമാവധി ദൃശ്യമാണ്. k=0-ൽ, തരംഗ പാതകളിലെ വ്യത്യാസം പൂജ്യമാണ്, അതിനാൽ കേന്ദ്ര പരമാവധി വെളുത്തതാണ്. തുണിയുടെ ത്രെഡുകൾ പരസ്പരം ലംബമായ സ്ലിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മടക്കിവെച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗുകളാണ് ക്രോസ് രൂപപ്പെടുന്നത്. സ്പെക്ട്രൽ നിറങ്ങളുടെ രൂപം വിശദീകരിക്കുന്നത് വസ്തുതയാണ് വെള്ളവെളിച്ചംവ്യത്യസ്ത നീളമുള്ള തരംഗങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾക്കുള്ള പ്രകാശത്തിന്റെ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പരമാവധി വ്യത്യസ്ത സ്ഥലങ്ങളിൽ ലഭിക്കും.

നിരീക്ഷിച്ച ഡിഫ്രാക്ഷൻ ക്രോസ് വരയ്ക്കുക.നിരീക്ഷിച്ച പ്രതിഭാസങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുക.

നിഗമനം രേഖപ്പെടുത്തുക. നിങ്ങൾ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഏത് ഇടപെടലിലാണ് ഇടപെടൽ എന്ന പ്രതിഭാസം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടതെന്നും ഏത് വ്യതിചലനത്തിലാണെന്നും സൂചിപ്പിക്കുക.

ജോലിയുടെ ലക്ഷ്യം:പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലും വ്യതിചലനവും നിരീക്ഷിക്കുക.

സിദ്ധാന്തം.പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടൽ.പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗ ഗുണങ്ങൾ ഇടപെടൽ, വ്യതിചലനം എന്നീ പ്രതിഭാസങ്ങളിൽ വ്യക്തമായി വെളിപ്പെടുന്നു. സോപ്പ് ലായനിയും എണ്ണയും നിറമില്ലാത്തതാണെങ്കിലും സോപ്പ് കുമിളകളുടെയും വെള്ളത്തിലെ നേർത്ത ഓയിൽ ഫിലിമുകളുടെയും നിറം പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടൽ വിശദീകരിക്കുന്നു. ഒരു നേർത്ത ഫിലിമിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ ഭാഗികമായി പ്രതിഫലിക്കുകയും ഭാഗികമായി അതിലേക്ക് കടന്നുപോകുകയും ചെയ്യുന്നു. രണ്ടാമത്തെ ഫിലിം അതിർത്തിയിൽ, തിരമാലകളുടെ ഭാഗിക പ്രതിഫലനം വീണ്ടും സംഭവിക്കുന്നു (ചിത്രം 1). ഒരു നേർത്ത ഫിലിമിന്റെ രണ്ട് പ്രതലങ്ങളാൽ പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ ഒരേ ദിശയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു, എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത പാതകൾ സ്വീകരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 1.

തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ ഒരു പൂർണ്ണസംഖ്യയുടെ ഗുണിതമാകുന്ന പാത വ്യത്യാസത്തിന്:

ഒരു ഇടപെടൽ പരമാവധി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.

ഒരു വ്യത്യാസത്തിന് l അത് പകുതി തരംഗങ്ങളുടെ ഒറ്റ സംഖ്യയുടെ ഗുണിതമാണ്:

, (2)

ഒരു ഇടപെടൽ മിനിമം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. പ്രകാശത്തിന്റെ ഒരു തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് പരമാവധി അവസ്ഥ തൃപ്തികരമാകുമ്പോൾ, മറ്റ് തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾക്ക് അത് തൃപ്തികരമല്ല. അതിനാൽ, വെളുത്ത വെളിച്ചത്താൽ പ്രകാശിക്കുമ്പോൾ, നേർത്തതും നിറമില്ലാത്തതും സുതാര്യവുമായ ഒരു ഫിലിം നിറത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നു. ഫിലിം കനം അല്ലെങ്കിൽ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ആംഗിൾ മാറുമ്പോൾ, പാത വ്യത്യാസം മാറുന്നു, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശത്തിന് പരമാവധി അവസ്ഥ തൃപ്തികരമാണ്.

നേർത്ത ഫിലിമുകളിൽ ഇടപെടൽ എന്ന പ്രതിഭാസം ഉപരിതല ചികിത്സയുടെ ഗുണനിലവാരം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനും ഒപ്റ്റിക്സ് വൃത്തിയാക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം.സ്ക്രീനിലെ ഒരു ചെറിയ ദ്വാരത്തിലൂടെ പ്രകാശം കടന്നുപോകുമ്പോൾ, സെൻട്രൽ ലൈറ്റ് സ്പോട്ടിന് ചുറ്റും ഒന്നിടവിട്ട ഇരുണ്ടതും നേരിയതുമായ വളയങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു (ചിത്രം 2).

ചിത്രം 2.

ഒരു ഇടുങ്ങിയ ലക്ഷ്യത്തിലൂടെ പ്രകാശം കടന്നുപോകുകയാണെങ്കിൽ, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പാറ്റേൺ ചിത്രം 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 3.

ഒരു തടസ്സത്തിന്റെ അരികിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ പ്രകാശത്തിന്റെ രേഖീയ ദിശയിൽ നിന്ന് പ്രകാശം വ്യതിചലിക്കുന്ന പ്രതിഭാസത്തെ പ്രകാശത്തിന്റെ ഡിഫ്രാക്ഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ജ്യാമിതീയ നിഴൽ മേഖലയിൽ പ്രകാശവും ഇരുണ്ട വളയങ്ങളും മാറിമാറി വരുന്നതിന്റെ രൂപം ഫ്രഞ്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രജ്ഞനായ ഫ്രെസ്നെൽ വിശദീകരിച്ചത്, പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ വ്യതിചലനത്തിന്റെ ഫലമായി എത്തിച്ചേരുന്നു എന്നതാണ്. വ്യത്യസ്ത പോയിന്റുകൾസ്ക്രീനിൽ ഒരു ബിന്ദുവിലുള്ള ദ്വാരങ്ങൾ പരസ്പരം ഇടപെടുന്നു.

ഉപകരണങ്ങളും അനുബന്ധ ഉപകരണങ്ങളും:ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ - 2 പീസുകൾ., നൈലോൺ അല്ലെങ്കിൽ കേംബ്രിക്ക് ഫ്ലാപ്പുകൾ, റേസർ ബ്ലേഡ് ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ച സ്ലിറ്റുള്ള ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് ഫിലിം, ഒരു ഗ്രാമഫോൺ റെക്കോർഡ് (അല്ലെങ്കിൽ ഗ്രാമഫോൺ റെക്കോർഡിന്റെ ഒരു ഭാഗം), കാലിപ്പറുകൾ, നേരായ ഫിലമെന്റുള്ള ഒരു വിളക്ക് (മൊത്തം ഒന്ന് ഗ്രൂപ്പ്), നിറമുള്ള പെൻസിലുകൾ.

ജോലി ക്രമം:

1. ഇടപെടൽ നിരീക്ഷണം:

1.1. ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ നന്നായി തുടച്ച്, ഒന്നിച്ച് മടക്കി വിരലുകൾ കൊണ്ട് ഞെക്കുക.

1.2. ഇരുണ്ട പശ്ചാത്തലത്തിൽ പ്രതിഫലിച്ച വെളിച്ചത്തിൽ പ്ലേറ്റുകൾ പരിശോധിക്കുക (ജാലകങ്ങളിൽ നിന്നോ വെളുത്ത ഭിത്തികളിൽ നിന്നോ വളരെ തിളക്കമുള്ള പ്രതിഫലനങ്ങൾ ഗ്ലാസിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഉണ്ടാകാതിരിക്കാൻ അവ സ്ഥാപിക്കണം).

1.3. പ്ലേറ്റുകൾ സ്പർശിക്കുന്ന ചില സ്ഥലങ്ങളിൽ, തിളങ്ങുന്ന മഴവില്ലിന്റെ നിറമുള്ള വളയത്തിന്റെ ആകൃതിയിലുള്ളതോ ക്രമരഹിതമായ ആകൃതിയിലുള്ളതോ ആയ വരകൾ നിരീക്ഷിക്കുക.

1.4. മർദ്ദത്തിലെ മാറ്റങ്ങളോടൊപ്പം തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഇടപെടൽ അരികുകളുടെ രൂപത്തിലും സ്ഥാനത്തിലുമുള്ള മാറ്റങ്ങൾ ശ്രദ്ധിക്കുക.

1.5. പ്രക്ഷേപണം ചെയ്ത പ്രകാശത്തിൽ ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ കാണാനും പ്രോട്ടോക്കോളിൽ അത് വരയ്ക്കാനും ശ്രമിക്കുക.

1.6. ഒരു കോംപാക്റ്റ് ഡിസ്കിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ പരിഗണിക്കുക, പ്രോട്ടോക്കോളിൽ അത് വരയ്ക്കുക.

2. ഡിഫ്രാക്ഷൻ നിരീക്ഷണം:

2.1. കാലിപ്പറിന്റെ താടിയെല്ലുകൾക്കിടയിൽ 0.5 മില്ലീമീറ്റർ വീതിയുള്ള വിടവ് സ്ഥാപിക്കുക.

2.2. സ്ലിറ്റ് കണ്ണിനോട് ചേർന്ന് വയ്ക്കുക, അത് തിരശ്ചീനമായി സ്ഥാപിക്കുക.

2.3. തിരശ്ചീനമായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു വിളക്ക് ഫിലമെന്റിൽ ഒരു വിള്ളലിലൂടെ നോക്കുമ്പോൾ, ഫിലമെന്റിന്റെ ഇരുവശത്തും മഴവില്ല് വരകൾ (ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്ര) നിരീക്ഷിക്കുക.

2.4. സ്ലിറ്റ് വീതി 0.5 ൽ നിന്ന് 0.8 മില്ലീമീറ്ററായി മാറ്റുന്നതിലൂടെ, ഈ മാറ്റം ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രയെ എങ്ങനെ ബാധിക്കുന്നുവെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക.

2.5. പ്രോട്ടോക്കോളിൽ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ വരയ്ക്കുക.

2.6. നൈലോൺ അല്ലെങ്കിൽ കേംബ്രിക്ക് ഫ്ലാപ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ച് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രകാശത്തിൽ ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്ര നിരീക്ഷിക്കുക.

2.7. നിരീക്ഷിച്ച ഇടപെടലുകളും ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേണുകളും വരയ്ക്കുക.

3. ചെയ്ത ജോലിയെക്കുറിച്ച് ഒരു നിഗമനത്തിലെത്തുക.

4. സുരക്ഷാ ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുക.

നിയന്ത്രണ ചോദ്യങ്ങൾ:

1. യോജിച്ച പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ എങ്ങനെയാണ് ഉണ്ടാകുന്നത്?

2. പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ഏത് ഭൗതിക സ്വഭാവമാണ് നിറവ്യത്യാസത്തിന് കാരണമാകുന്നത്?

3. കല്ലെറിഞ്ഞ ശേഷം സുതാര്യമായ ഐസ്വിള്ളലുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു, മഴവില്ലിന്റെ എല്ലാ നിറങ്ങളിലും തിളങ്ങുന്നു. എന്തുകൊണ്ട്?

4. ഒരു പക്ഷിയുടെ തൂവലിലൂടെ ഒരു ബൾബിലേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ നിങ്ങൾ എന്താണ് കാണുന്നത്?

5. ഒരു പ്രിസം സ്വാംശീകരിച്ച സ്പെക്ട്ര ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രയിൽ നിന്ന് എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു?

ലബോറട്ടറി വർക്ക് നമ്പർ 17.

ജോലിയുടെ ലക്ഷ്യം : പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുക സവിശേഷതകൾപ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലും വ്യതിചലനവും.

പുരോഗതി

1. നൈലോൺ ഗ്രിൽ

ദൈനംദിന സാഹചര്യങ്ങളിൽ പ്രകാശ വ്യതിചലനം നിരീക്ഷിക്കുന്നതിന് ഞങ്ങൾ വളരെ ലളിതമായ ഒരു ഉപകരണം നിർമ്മിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇതിനായി ഞങ്ങൾ സ്ലൈഡ് ഫ്രെയിമുകൾ, വളരെ നേർത്ത നൈലോൺ മെറ്റീരിയൽ, മൊമെന്റ് ഗ്ലൂ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു.

തൽഫലമായി, ഞങ്ങൾക്ക് വളരെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ദ്വിമാന ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ് ഉണ്ട്.

നൈലോൺ ത്രെഡുകൾ പ്രകാശ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന്റെ ക്രമത്തിന്റെ അകലത്തിൽ പരസ്പരം സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. തൽഫലമായി, ഈ നൈലോൺ ഫാബ്രിക് വളരെ വ്യക്തമായ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ നൽകുന്നു. മാത്രമല്ല, ത്രെഡുകൾ ബഹിരാകാശത്ത് വലത് കോണിൽ വിഭജിക്കുന്നതിനാൽ, ഒരു ദ്വിമാന ലാറ്റിസ് ലഭിക്കും.

2. പാൽ പൂശിന്റെ പ്രയോഗം

ഒരു പാൽ ലായനി തയ്യാറാക്കുമ്പോൾ, ഒരു ടീസ്പൂൺ പാൽ 4-5 ടേബിൾസ്പൂൺ വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിച്ചതാണ്. അതിനുശേഷം ഒരു അടിവസ്ത്രമായി തയ്യാറാക്കിയ ഒരു വൃത്തിയുള്ള ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റ് മേശപ്പുറത്ത് വയ്ക്കുന്നു, ലായനിയുടെ ഏതാനും തുള്ളി അതിന്റെ മുകളിലെ പ്രതലത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു, ഒരു നേർത്ത പാളി മുഴുവൻ ഉപരിതലത്തിൽ പരത്തുകയും കുറച്ച് മിനിറ്റ് ഉണങ്ങാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതിനുശേഷം, പ്ലേറ്റ് അതിന്റെ അരികിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, ശേഷിക്കുന്ന ലായനി ഊറ്റി, ഒടുവിൽ ഒരു ചെരിഞ്ഞ സ്ഥാനത്ത് കുറച്ച് മിനിറ്റ് കൂടി ഉണക്കുക.

3. ലൈക്കോപോഡിയം കോട്ടിംഗ്

വൃത്തിയുള്ള പ്ലേറ്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു തുള്ളി യന്ത്രം അല്ലെങ്കിൽ സസ്യ എണ്ണ പുരട്ടുക (നിങ്ങൾക്ക് കൊഴുപ്പ്, അധികമൂല്യ, വെണ്ണഅല്ലെങ്കിൽ വാസ്ലിൻ) ഒരു നേർത്ത പാളി വിരിച്ച് വൃത്തിയുള്ള തുണി ഉപയോഗിച്ച് ലൂബ്രിക്കേറ്റഡ് ഉപരിതലം പതുക്കെ തുടയ്ക്കുക.

അതിൽ അവശേഷിക്കുന്ന കൊഴുപ്പിന്റെ നേർത്ത പാളി ഒരു പശ അടിത്തറയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ പ്രതലത്തിൽ ഒരു ചെറിയ അളവിൽ (പിഞ്ച്) ലൈക്കോപോഡിയം ഒഴിച്ചു, പ്ലേറ്റ് 30 ഡിഗ്രി ചരിഞ്ഞ്, വിരൽ കൊണ്ട് അരികിൽ ടാപ്പുചെയ്ത്, പൊടി അതിന്റെ അടിയിലേക്ക് ഒഴിക്കുക. ചൊരിയുന്ന സ്ഥലത്ത്, ലൈക്കോപോഡിയത്തിന്റെ തികച്ചും ഏകീകൃത പാളിയുടെ രൂപത്തിൽ വിശാലമായ ഒരു അടയാളം അവശേഷിക്കുന്നു.

പ്ലേറ്റിന്റെ ചെരിവ് മാറ്റുക, പ്ലേറ്റിന്റെ മുഴുവൻ ഉപരിതലവും സമാനമായ പാളി കൊണ്ട് മൂടുന്നത് വരെ ഈ നടപടിക്രമം നിരവധി തവണ ആവർത്തിക്കുക. ഇതിനുശേഷം, പ്ലേറ്റ് ലംബമായി സ്ഥാപിച്ച് അതിന്റെ അറ്റത്ത് ഒരു മേശയിലോ മറ്റ് കഠിനമായ വസ്തുവിലോ അടിച്ചുകൊണ്ട് അധിക പൊടി ഒഴിക്കുന്നു.

ലൈക്കോപോഡിയത്തിന്റെ (മോസ് മോസ് ബീജങ്ങൾ) ഗോളാകൃതിയിലുള്ള കണങ്ങൾക്ക് സ്ഥിരമായ വ്യാസമുണ്ട്. സുതാര്യമായ അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ക്രമരഹിതമായി വിതരണം ചെയ്യുന്ന ഒരേ വ്യാസമുള്ള ഡി വ്യാസമുള്ള ധാരാളം അതാര്യമായ പന്തുകൾ അടങ്ങുന്ന അത്തരമൊരു കോട്ടിംഗ്, ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ദ്വാരത്തിൽ നിന്നുള്ള ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേണിലെ തീവ്രത വിതരണത്തിന് സമാനമാണ്.

ഉപസംഹാരം:

പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു:

1) വയർ ഫ്രെയിമിലോ സാധാരണ സോപ്പ് കുമിളകളിലോ സോപ്പ് ഫിലിമുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു;

2) ഒരു പ്രത്യേക ഉപകരണം "ന്യൂട്ടന്റെ മോതിരം".

പ്രകാശ വ്യതിചലനത്തിന്റെ നിരീക്ഷണം:

I. പാൽ കണികകളും ലൈക്കോപോഡിയം ബീജങ്ങളും പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തോട് അടുത്തിരിക്കുന്നതിനാൽ, പാൽ കോട്ടിംഗും ലൈക്കോപോഡിയവും ഒരു സ്വാഭാവിക ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. തെളിച്ചമുള്ള പ്രകാശ സ്രോതസ്സിൽ നിങ്ങൾ ഈ തയ്യാറെടുപ്പുകളിലൂടെ നോക്കുകയാണെങ്കിൽ ചിത്രം വളരെ തെളിച്ചമുള്ളതും വ്യക്തവുമാണ്.

II. വെള്ളയിലും മോണോലൈറ്റിലും പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം നിരീക്ഷിക്കാൻ നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്ന 1/200 റെസല്യൂഷനുള്ള ഒരു ലബോറട്ടറി ഉപകരണമാണ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ്.

III. നിങ്ങളുടെ സ്വന്തം കണ്പീലികളിലൂടെ ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സിലേക്ക് നോക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് ഡിഫ്രാക്ഷൻ നിരീക്ഷിക്കാനും കഴിയും.

IV. പക്ഷി തൂവലുകൾ (ഏറ്റവും കനം കുറഞ്ഞ നാരുകൾ) ഒരു ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗായി ഉപയോഗിക്കാം, കാരണം നാരുകളും അവയുടെ വലിപ്പവും തമ്മിലുള്ള ദൂരം പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് ആനുപാതികമാണ്.

വി. ലേസർ ഡിസ്ക് ഒരു പ്രതിഫലന ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ് ആണ്, അവ പ്രകാശ തരംഗത്തെ മറികടക്കാൻ കഴിയുന്ന തടസ്സത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന തരത്തിൽ വളരെ അടുത്തായി സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഗ്രോവുകൾ.

VI. ഈ ലബോറട്ടറി ജോലികൾക്കായി ഞങ്ങൾ പ്രത്യേകം നിർമ്മിച്ച നൈലോൺ ഗ്രേറ്റിംഗ്, തുണിയുടെ കനം കുറഞ്ഞതും നാരുകളുടെ സാമീപ്യവും കാരണം, ഒരു നല്ല ദ്വിമാന ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ് ആണ്.

വിഷയം: ഒപ്റ്റിക്സ്

പാഠം: പ്രായോഗിക ജോലി"പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും നിരീക്ഷണം" എന്ന വിഷയത്തിൽ

പേര്:"പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും നിരീക്ഷണം".

ലക്ഷ്യം:പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലും വ്യതിചലനവും പരീക്ഷണാത്മകമായി പഠിക്കുക.

ഉപകരണം:നേരായ ഫിലമെന്റ് ലാമ്പ്, 2 ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ, വയർ ഫ്രെയിം, സോപ്പ് ലായനി, കാലിപ്പർ, കട്ടിയുള്ള പേപ്പർ, കേംബ്രിക്ക് കഷണം, നൈലോൺ ത്രെഡ്, ക്ലാമ്പ്.

അനുഭവം 1

ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ നിരീക്ഷിക്കുന്നു.

ഞങ്ങൾ രണ്ട് ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ എടുക്കുന്നു, ഇത് ചെയ്യുന്നതിന് മുമ്പ് അവ നന്നായി തുടയ്ക്കുക, എന്നിട്ട് അവയെ ദൃഡമായി മടക്കിക്കളയുക, കംപ്രസ് ചെയ്യുക. പ്ലേറ്റുകളിൽ നമ്മൾ കാണുന്ന ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ വരയ്ക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഗ്ലാസിന്റെ കംപ്രഷന്റെ അളവ് അനുസരിച്ച് ചിത്രത്തിൽ മാറ്റം കാണുന്നതിന്, നിങ്ങൾ ക്ലാമ്പിംഗ് ഉപകരണം എടുത്ത് പ്ലേറ്റുകൾ കംപ്രസ്സുചെയ്യാൻ സ്ക്രൂകൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്. തൽഫലമായി, ഇടപെടൽ രീതി മാറുന്നു.

അനുഭവം 2

നേർത്ത ഫിലിമുകളിൽ ഇടപെടൽ.

ഈ പരീക്ഷണം നിരീക്ഷിക്കാൻ, സോപ്പ് വെള്ളവും ഒരു വയർ ഫ്രെയിമും എടുക്കുക, തുടർന്ന് ഒരു നേർത്ത ഫിലിം എങ്ങനെ രൂപപ്പെടുന്നുവെന്ന് കാണുക. ഫ്രെയിം സോപ്പ് വെള്ളത്തിലേക്ക് താഴ്ത്തിയാൽ, അത് ഉയർത്തിയ ശേഷം ഒരു സോപ്പ് ഫിലിം ദൃശ്യമാകും. പ്രതിഫലിക്കുന്ന വെളിച്ചത്തിൽ ഈ ഫിലിം നിരീക്ഷിക്കുന്നതിലൂടെ, ഇടപെടലിന്റെ അരികുകൾ കാണാൻ കഴിയും.

അനുഭവം 3

സോപ്പ് കുമിളകളിൽ ഇടപെടൽ.

നിരീക്ഷിക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ഒരു സോപ്പ് ലായനി ഉപയോഗിക്കും. വീശുന്ന സോപ്പ് കുമിളകൾ. കുമിളകൾ തിളങ്ങുന്ന രീതി പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലാണ് (ചിത്രം 1 കാണുക).

അരി. 1. കുമിളകളിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടൽ

നമ്മൾ കാണുന്ന ചിത്രം ഇതുപോലെയായിരിക്കാം (ചിത്രം 2 കാണുക).

അരി. 2. ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ

നമ്മൾ ഗ്ലാസിൽ ഒരു ലെൻസ് ഇടുകയും പ്ലെയിൻ വൈറ്റ് ലൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രകാശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഇത് വൈറ്റ് ലൈറ്റ് ഇടപെടൽ ആണ്.

നിങ്ങൾ ലൈറ്റ് ഫിൽട്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും മോണോക്രോമാറ്റിക് ലൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രകാശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുകയാണെങ്കിൽ, ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ മാറുന്നു (ഇരുണ്ടതും ഇളം വരകളും ഒന്നിടവിട്ട് മാറുന്നു) (ചിത്രം 3 കാണുക).

അരി. 3. ഫിൽട്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്

ഇനി നമുക്ക് ഡിഫ്രാക്ഷൻ നിരീക്ഷിക്കുന്നതിലേക്ക് പോകാം.

എല്ലാ തരംഗങ്ങളിലും അന്തർലീനമായ ഒരു തരംഗ പ്രതിഭാസമാണ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ, ഏത് വസ്തുക്കളുടെയും അരികുകളിൽ ഇത് നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.

അനുഭവം 4

ഒരു ചെറിയ ഇടുങ്ങിയ സ്ലിറ്റ് വഴി പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം.

സ്ക്രൂകൾ ഉപയോഗിച്ച് അതിന്റെ ഭാഗങ്ങൾ ചലിപ്പിച്ച് കാലിപ്പറിന്റെ താടിയെല്ലുകൾക്കിടയിൽ ഒരു വിടവ് ഉണ്ടാക്കാം. പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം നിരീക്ഷിക്കുന്നതിന്, കാലിപ്പറിന്റെ താടിയെല്ലുകൾക്കിടയിൽ ഞങ്ങൾ ഒരു ഷീറ്റ് പേപ്പർ മുറുകെ പിടിക്കുന്നു, അങ്ങനെ ഈ കടലാസ് ഷീറ്റ് പുറത്തെടുക്കാൻ കഴിയും. ഇതിനുശേഷം, ഈ ഇടുങ്ങിയ സ്ലിറ്റ് ഞങ്ങൾ കണ്ണിനോട് ലംബമായി അടുപ്പിക്കുന്നു. ഒരു സ്ലിറ്റിലൂടെ ശോഭയുള്ള പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് (ഇൻകാൻഡസെന്റ് ലാമ്പ്) നിരീക്ഷിക്കുന്നതിലൂടെ, നിങ്ങൾക്ക് പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം കാണാൻ കഴിയും (ചിത്രം 4 കാണുക).

അരി. 4. ഒരു നേർത്ത സ്ലിറ്റ് വഴി പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം

അനുഭവം 5

കട്ടിയുള്ള കടലാസിൽ ഡിഫ്രാക്ഷൻ

നിങ്ങൾ ഒരു കട്ടിയുള്ള കടലാസ് എടുത്ത് റേസർ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു കട്ട് ഉണ്ടാക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഈ കട്ട് കടലാസ് കണ്ണിനോട് അടുപ്പിച്ച് അടുത്തുള്ള രണ്ട് ഷീറ്റുകളുടെ സ്ഥാനം മാറ്റുന്നതിലൂടെ, നിങ്ങൾക്ക് പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയും.

അനുഭവം 6

ചെറിയ അപ്പർച്ചർ ഡിഫ്രാക്ഷൻ

അത്തരം വ്യതിചലനം നിരീക്ഷിക്കാൻ, നമുക്ക് ഒരു കട്ടിയുള്ള കടലാസും ഒരു പിൻയും ആവശ്യമാണ്. ഒരു പിൻ ഉപയോഗിച്ച്, ഷീറ്റിൽ ഒരു ചെറിയ ദ്വാരം ഉണ്ടാക്കുക. തുടർന്ന് ഞങ്ങൾ ദ്വാരം കണ്ണിന് സമീപം കൊണ്ടുവരികയും ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് നിരീക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ലൈറ്റ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ ദൃശ്യമാണ് (ചിത്രം 5 കാണുക).

ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേണിലെ മാറ്റം ദ്വാരത്തിന്റെ വലുപ്പത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

അരി. 5. ഒരു ചെറിയ അപ്പർച്ചർ വഴി പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം

അനുഭവം 7

ഇടതൂർന്ന സുതാര്യമായ തുണികൊണ്ടുള്ള (നൈലോൺ, കാംബ്രിക്) പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം.

നമുക്ക് ഒരു കേംബ്രിക്ക് ടേപ്പ് എടുക്കാം, അത് കണ്ണുകളിൽ നിന്ന് കുറച്ച് അകലെ വയ്ക്കുക, ടേപ്പിലൂടെ ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സിലേക്ക് നോക്കുക. നമ്മൾ ഡിഫ്രാക്ഷൻ കാണും, അതായത്. മൾട്ടി-കളർ സ്ട്രൈപ്പുകളും ഒരു തിളക്കമുള്ള കുരിശും, അതിൽ ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ വരികൾ അടങ്ങിയിരിക്കും.

നമ്മൾ നിരീക്ഷിക്കുന്ന ഡിഫ്രാക്ഷന്റെ ഫോട്ടോഗ്രാഫുകൾ ചിത്രം കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 6 കാണുക).

അരി. 6. പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം

റിപ്പോർട്ട്:ജോലി സമയത്ത് നിരീക്ഷിച്ച ഇടപെടലുകളും ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേണുകളും ഇത് അവതരിപ്പിക്കണം.

തരംഗങ്ങളുടെ അപവർത്തനത്തിന്റെയും സങ്കലനത്തിന്റെയും (കുറക്കലിന്റെ) ഒരു പ്രത്യേക നടപടിക്രമം എങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നുവെന്ന് ലൈനുകളിലെ മാറ്റം ചിത്രീകരിക്കുന്നു.

സ്ലിറ്റിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേണിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഒരു പ്രത്യേക ഉപകരണം സൃഷ്ടിച്ചു - ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ്. പ്രകാശം കടന്നുപോകുന്ന സ്ലിറ്റുകളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണിത്. പ്രകാശത്തെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദമായ പഠനങ്ങൾ നടത്താൻ ഈ ഉപകരണം ആവശ്യമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം നിർണ്ണയിക്കാൻ ഒരു ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ് ഉപയോഗിക്കാം.

1. ഭൗതികശാസ്ത്രം ().
2. സെപ്റ്റംബർ ആദ്യം. വിദ്യാഭ്യാസപരവും രീതിശാസ്ത്രപരവുമായ പത്രം ().

ലബോറട്ടറി വർക്ക് നമ്പർ 13

വിഷയം: "പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും നിരീക്ഷണം"

ജോലിയുടെ ലക്ഷ്യം:ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും പ്രതിഭാസം പരീക്ഷണാത്മകമായി പഠിക്കുക.

ഉപകരണം:നേരായ ഫിലമെന്റുള്ള ഒരു വൈദ്യുത വിളക്ക് (ക്ലാസിന് ഒന്ന്), രണ്ട് ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ, ഒരു ഗ്ലാസ് ട്യൂബ്, ഒരു സോപ്പ് ലായനി ഉള്ള ഒരു ഗ്ലാസ്, 30 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ഹാൻഡിൽ ഉള്ള ഒരു വയർ റിംഗ്, ഒരു സിഡി, ഒരു കാലിപ്പർ, നൈലോൺ ഫാബ്രിക്.

സിദ്ധാന്തം:

ഇടപെടൽ എന്നത് ഏതൊരു സ്വഭാവത്തിന്റെയും തരംഗങ്ങളുടെ ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്: മെക്കാനിക്കൽ, വൈദ്യുതകാന്തിക.

തരംഗ ഇടപെടൽ – രണ്ട് (അല്ലെങ്കിൽ നിരവധി) തരംഗങ്ങളുടെ ഇടത്തിൽ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നു, അതിൽ വിവിധ ഘട്ടങ്ങളിൽ തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന തരംഗത്തെ ശക്തിപ്പെടുത്തുകയോ ദുർബലപ്പെടുത്തുകയോ ചെയ്യുന്നു.

ഒരേ പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന തരംഗങ്ങൾ സൂപ്പർഇമ്പോസ് ചെയ്യുകയും വ്യത്യസ്ത രീതികളിൽ ഒരു നിശ്ചിത പോയിന്റിൽ എത്തുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ ഇടപെടൽ സാധാരണയായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. രണ്ട് സ്വതന്ത്ര ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്ന് ഒരു ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ നേടുന്നത് അസാധ്യമാണ്, കാരണം തന്മാത്രകൾ അല്ലെങ്കിൽ ആറ്റങ്ങൾ പരസ്പരം സ്വതന്ത്രമായി തരംഗങ്ങളുടെ പ്രത്യേക ട്രെയിനുകളിൽ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ആറ്റങ്ങൾ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ (ട്രെയിനുകൾ) ശകലങ്ങൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, അതിൽ ആന്ദോളന ഘട്ടങ്ങൾ ക്രമരഹിതമാണ്. ട്രെയിനുകൾക്ക് ഏകദേശം 1 മീറ്റർ നീളമുണ്ട്. വ്യത്യസ്ത ആറ്റങ്ങളുടെ തരംഗ ട്രെയിനുകൾ പരസ്പരം ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ആന്ദോളനങ്ങളുടെ വ്യാപ്തി കാലക്രമേണ ക്രമരഹിതമായി മാറുന്നു, പാറ്റേണുകളിലെ ഈ മാറ്റം കണ്ണിന് മനസ്സിലാക്കാൻ സമയമില്ല. അതിനാൽ, ഒരു വ്യക്തി സ്പേസ് ഒരേപോലെ പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നതായി കാണുന്നു. സ്ഥിരതയുള്ള ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന്, യോജിച്ച (പൊരുത്തമുള്ള) തരംഗ സ്രോതസ്സുകൾ ആവശ്യമാണ്.

കോഹറന്റ് ഒരേ ആവൃത്തിയും സ്ഥിരമായ ഘട്ട വ്യത്യാസവുമുള്ള തരംഗങ്ങളെ വിളിക്കുന്നു.

പോയിന്റ് C യിൽ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന സ്ഥാനചലനത്തിന്റെ വ്യാപ്തി d2 - d1 ദൂരത്തിലുള്ള തരംഗ പാതകളിലെ വ്യത്യാസത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

പരമാവധി അവസ്ഥ

, (Δd=d 2 -d 1 )

എവിടെ k=0; ± 1; ± 2; ± 3 ;…

(വേവ് പാതയിലെ വ്യത്യാസം പകുതി തരംഗങ്ങളുടെ ഇരട്ട സംഖ്യയ്ക്ക് തുല്യമാണ്)

എ, ബി സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള തരംഗങ്ങൾ ഒരേ ഘട്ടങ്ങളിൽ പോയിന്റ് സിയിൽ എത്തുകയും "പരസ്പരം ശക്തിപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും."

φ A =φ B - ആന്ദോളന ഘട്ടങ്ങൾ

Δφ=0 - ഘട്ട വ്യത്യാസം

A=2X പരമാവധി

ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ അവസ്ഥ

, (Δd=d 2 -d 1)

എവിടെ k=0; ± 1; ± 2; ± 3;...

(വേവ് പാതയിലെ വ്യത്യാസം പകുതി തരംഗങ്ങളുടെ ഒറ്റ സംഖ്യയ്ക്ക് തുല്യമാണ്)

എ, ബി സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള തരംഗങ്ങൾ ആന്റിഫേസിൽ പോയിന്റ് സിയിൽ എത്തുകയും "പരസ്പരം റദ്ദാക്കുകയും ചെയ്യും."

φ A ≠φ B - ആന്ദോളന ഘട്ടങ്ങൾ

Δφ=π - ഘട്ട വ്യത്യാസം

A=0 - തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന തരംഗത്തിന്റെ വ്യാപ്തി.

ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ- പ്രകാശ തീവ്രത കൂടുകയും കുറയുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രദേശങ്ങളുടെ പതിവ് മാറ്റം.

പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടൽ- രണ്ടോ അതിലധികമോ പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ സൂപ്പർഇമ്പോസ് ചെയ്യുമ്പോൾ പ്രകാശ വികിരണത്തിന്റെ ഊർജ്ജത്തിന്റെ സ്പേഷ്യൽ പുനർവിതരണം.

ഡിഫ്രാക്ഷൻ കാരണം, പ്രകാശം അതിന്റെ രേഖീയ പ്രചരണത്തിൽ നിന്ന് വ്യതിചലിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, തടസ്സങ്ങളുടെ അരികുകൾക്ക് സമീപം).

ഡിഫ്രാക്ഷൻ – ചെറിയ ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോഴും ചെറിയ തടസ്സങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും തിരമാല വളയുമ്പോഴും റെക്റ്റിലീനിയർ പ്രചരണത്തിൽ നിന്നുള്ള തരംഗ വ്യതിയാനത്തിന്റെ പ്രതിഭാസം.

ഡിഫ്രാക്ഷൻ അവസ്ഥ: ഡി< λ , എവിടെ ഡി- തടസ്സത്തിന്റെ വലിപ്പം, λ - തരംഗദൈർഘ്യം. തടസ്സങ്ങളുടെ (ദ്വാരങ്ങൾ) അളവുകൾ ചെറുതോ തരംഗദൈർഘ്യവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതോ ആയിരിക്കണം.

ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ (ഡിഫ്രാക്ഷൻ) നിലനിൽപ്പ് ജ്യാമിതീയ ഒപ്റ്റിക്സ് നിയമങ്ങളുടെ പ്രയോഗത്തിന്റെ വ്യാപ്തി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു, കൂടാതെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ റെസല്യൂഷന്റെ പരിധിക്ക് കാരണവുമാണ്.

ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ്- ലൈറ്റ് ഡിഫ്രാക്ഷൻ സംഭവിക്കുന്ന ധാരാളം പതിവായി ക്രമീകരിച്ച മൂലകങ്ങളുടെ ആനുകാലിക ഘടനയായ ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണം. തന്നിരിക്കുന്ന ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗിനായി നിർദ്ദിഷ്ടവും സ്ഥിരവുമായ പ്രൊഫൈൽ ഉള്ള സ്ട്രോക്കുകൾ ഒരേ ഇടവേളയിൽ ആവർത്തിക്കുന്നു ഡി(ലാറ്റിസ് കാലയളവ്). തരംഗദൈർഘ്യമനുസരിച്ച് ഒരു പ്രകാശകിരണത്തെ വേർതിരിക്കാനുള്ള ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗിന്റെ കഴിവാണ് അതിന്റെ പ്രധാന സ്വത്ത്. പ്രതിഫലിക്കുന്നതും സുതാര്യവുമായ ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗുകളുണ്ട്. ആധുനിക ഉപകരണങ്ങൾ പ്രധാനമായും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു..

ഡിഫ്രാക്ഷൻ പരമാവധി നിരീക്ഷിക്കുന്നതിനുള്ള വ്യവസ്ഥ:

d·sinφ=k·λ, എവിടെ k=0; ± 1; ± 2; ± 3; ഡി- ലാറ്റിസ് കാലയളവ് , φ - പരമാവധി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്ന കോൺ, ഒപ്പം λ - തരംഗദൈർഘ്യം.

പരമാവധി അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് അത് പിന്തുടരുന്നു sinφ=(k λ)/d.

k=1 എന്ന് അനുവദിക്കുക sinφcr =λcr/dഒപ്പം sinφ f =λ f /d.

എന്ന് അറിയപ്പെടുന്നു λ cr >λ f,അതിനാൽ sinφ cr>sinφ f. കാരണം y= sinφ f - അപ്പോൾ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിക്കുന്നു φ cr >φ f

അതിനാൽ, ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രത്തിലെ വയലറ്റ് നിറം കേന്ദ്രത്തോട് അടുത്താണ് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നത്.

പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടലിന്റെയും വ്യതിചലനത്തിന്റെയും പ്രതിഭാസങ്ങളിൽ, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണ നിയമം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. ഇടപെടൽ മേഖലയിൽ, പ്രകാശ ഊർജ്ജം മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ഊർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടാതെ പുനർവിതരണം ചെയ്യുക മാത്രമാണ് ചെയ്യുന്നത്. മൊത്തം പ്രകാശ ഊർജ്ജവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഇടപെടൽ പാറ്റേണിന്റെ ചില പോയിന്റുകളിൽ ഊർജ്ജത്തിന്റെ വർദ്ധനവ് മറ്റ് പോയിന്റുകളിൽ അതിന്റെ കുറവ് നികത്തുന്നു (ആകെ പ്രകാശ ഊർജ്ജം എന്നത് സ്വതന്ത്ര സ്രോതസ്സുകളിൽ നിന്നുള്ള രണ്ട് പ്രകാശകിരണങ്ങളുടെ പ്രകാശ ഊർജ്ജമാണ്). ഇളം വരകൾ എനർജി മാക്സിമയുമായി യോജിക്കുന്നു, ഇരുണ്ട വരകൾ എനർജി മിനിമയുമായി യോജിക്കുന്നു.

പുരോഗതി:

അനുഭവം 1.വയർ റിംഗ് സോപ്പ് ലായനിയിൽ മുക്കുക. വയർ വളയത്തിൽ ഒരു സോപ്പ് ഫിലിം രൂപം കൊള്ളുന്നു.

ഇത് ലംബമായി വയ്ക്കുക. ഫിലിം കനം മാറുന്നതിനനുസരിച്ച് വീതിയിൽ മാറുന്ന പ്രകാശവും ഇരുണ്ടതുമായ തിരശ്ചീന വരകൾ ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു.

വിശദീകരണം.ഫിലിമിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്ന പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ഇടപെടലാണ് പ്രകാശത്തിന്റെയും ഇരുണ്ട വരകളുടെയും രൂപം വിശദീകരിക്കുന്നത്. ത്രികോണം d = 2h. പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ പാതയിലെ വ്യത്യാസം ഫിലിമിന്റെ ഇരട്ടി കട്ടിയുള്ളതിന് തുല്യമാണ്.ലംബമായി സ്ഥാപിക്കുമ്പോൾ, ഫിലിമിന് വെഡ്ജ് ആകൃതിയിലുള്ള ആകൃതിയുണ്ട്. അതിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്ത് പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ പാതയിലെ വ്യത്യാസം താഴത്തെ ഭാഗത്തെക്കാൾ കുറവായിരിക്കും. പാത വ്യത്യാസം പകുതി തരംഗങ്ങളുടെ ഇരട്ട സംഖ്യയ്ക്ക് തുല്യമായ ചിത്രത്തിന്റെ സ്ഥലങ്ങളിൽ, ലൈറ്റ് സ്ട്രൈപ്പുകൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. അർദ്ധ തരംഗങ്ങളുടെ ഒറ്റ സംഖ്യയോടെ - ഇരുണ്ട വരകൾ. സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ തിരശ്ചീന ക്രമീകരണം തുല്യ ഫിലിം കനമുള്ള വരികളുടെ തിരശ്ചീന ക്രമീകരണം വഴി വിശദീകരിക്കുന്നു.

ഞങ്ങൾ സോപ്പ് ഫിലിം വെളുത്ത വെളിച്ചത്തിൽ (ഒരു വിളക്കിൽ നിന്ന്) പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നു. ലൈറ്റ് സ്ട്രൈപ്പുകൾ സ്പെക്ട്രൽ നിറങ്ങളിൽ നിറമുള്ളതായി ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു: മുകളിൽ നീല, താഴെ ചുവപ്പ്.

വിശദീകരണം.സംഭവ വർണ്ണത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ ലൈറ്റ് സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ സ്ഥാനത്തെ ആശ്രയിച്ചാണ് ഈ കളറിംഗ് വിശദീകരിക്കുന്നത്.

വരകൾ വികസിക്കുകയും അവയുടെ ആകൃതി നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നത് താഴേക്ക് നീങ്ങുന്നതും ഞങ്ങൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു.

വിശദീകരണം.സോപ്പ് ലായനി ഗുരുത്വാകർഷണത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ താഴേക്ക് ഒഴുകുന്നതിനാൽ ഫിലിം കനം കുറയുന്നത് ഇത് വിശദീകരിക്കുന്നു.

അനുഭവം 2. ഒരു ഗ്ലാസ് ട്യൂബ് ഉപയോഗിച്ച്, ഒരു സോപ്പ് കുമിള ഊതി, അത് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിശോധിക്കുക.വെളുത്ത വെളിച്ചത്തിൽ പ്രകാശിക്കുമ്പോൾ, സ്പെക്ട്രൽ നിറങ്ങളിൽ നിറമുള്ള നിറമുള്ള ഇടപെടൽ വളയങ്ങളുടെ രൂപീകരണം നിരീക്ഷിക്കുക. ഓരോ ലൈറ്റ് റിംഗിന്റെയും മുകളിലെ അറ്റം നീലയാണ്, അടിഭാഗം ചുവപ്പാണ്. ഫിലിം കനം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് വളയങ്ങൾ വികസിക്കുകയും പതുക്കെ താഴേക്ക് നീങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. അവയുടെ മോതിരം ആകൃതിയിലുള്ള രൂപം തുല്യ കട്ടിയുള്ള റിംഗ് ആകൃതിയിലുള്ള വരകളാൽ വിശദീകരിക്കപ്പെടുന്നു.

ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുക:

1. എന്തുകൊണ്ടാണ് സോപ്പ് കുമിളകൾക്ക് മഴവില്ലിന്റെ നിറമുള്ളത്?
2. മഴവില്ല് വരകൾക്ക് എന്ത് ആകൃതിയാണ് ഉള്ളത്?
3. എന്തുകൊണ്ടാണ് കുമിളയുടെ നിറം എപ്പോഴും മാറുന്നത്?

അനുഭവം 3.രണ്ട് ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകളും നന്നായി തുടച്ച്, ഒരുമിച്ച് വയ്ക്കുക, വിരലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് അമർത്തുക. കോൺടാക്റ്റ് ഉപരിതലങ്ങളുടെ അപൂർണ്ണമായ ആകൃതി കാരണം, പ്ലേറ്റുകൾക്കിടയിൽ നേർത്ത വായു ശൂന്യത രൂപം കൊള്ളുന്നു.

വിടവ് രൂപപ്പെടുന്ന പ്ലേറ്റുകളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് പ്രകാശം പ്രതിഫലിക്കുമ്പോൾ, തിളക്കമുള്ള മഴവില്ല് വരകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു - വളയത്തിന്റെ ആകൃതിയിലുള്ളതോ ക്രമരഹിതമായതോ ആയ ആകൃതി. പ്ലേറ്റുകളെ കംപ്രസ് ചെയ്യുന്ന ശക്തി മാറുമ്പോൾ, സ്ട്രിപ്പുകളുടെ സ്ഥാനവും രൂപവും മാറുന്നു. നിങ്ങൾ കാണുന്ന ചിത്രങ്ങൾ വരയ്ക്കുക.

വിശദീകരണം:പ്ലേറ്റുകളുടെ ഉപരിതലം പൂർണ്ണമായും പരന്നതായിരിക്കാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ അവ കുറച്ച് സ്ഥലങ്ങളിൽ മാത്രം സ്പർശിക്കുന്നു. ഈ സ്ഥലങ്ങൾക്ക് ചുറ്റും, വിവിധ ആകൃതിയിലുള്ള നേർത്ത വായു വെഡ്ജുകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് ഇടപെടലിന്റെ ചിത്രം നൽകുന്നു. പ്രക്ഷേപണം ചെയ്ത പ്രകാശത്തിൽ പരമാവധി അവസ്ഥ 2h=kl ആണ്

ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം നൽകുക:

1. തകിടുകൾ സ്പർശിക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ തിളക്കമുള്ള മഴവില്ല് വളയത്തിന്റെ ആകൃതിയിലുള്ളതോ ക്രമരഹിതമായ ആകൃതിയിലുള്ളതോ ആയ വരകൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?
2. മർദ്ദം മാറുന്നതിനനുസരിച്ച് ഇടപെടൽ അരികുകളുടെ രൂപവും സ്ഥാനവും മാറുന്നത് എന്തുകൊണ്ട്?

അനുഭവം 4.സിഡിയുടെ ഉപരിതലം (റെക്കോർഡിംഗ് നടക്കുന്നു) വിവിധ കോണുകളിൽ നിന്ന് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നോക്കുക.

വിശദീകരണം: ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്പെക്ട്രയുടെ തെളിച്ചം ഡിസ്കിൽ പ്രയോഗിക്കുന്ന ഗ്രോവുകളുടെ ആവൃത്തിയെയും കിരണങ്ങളുടെ സംഭവത്തിന്റെ കോണിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ലാമ്പ് ഫിലമെന്റിൽ നിന്നുള്ള ഏതാണ്ട് സമാന്തര രശ്മികൾ A, B എന്നീ പോയിന്റുകളിലെ തോപ്പുകൾക്കിടയിലുള്ള തൊട്ടടുത്ത കോൺവെക്‌സിറ്റികളിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്നു. സംഭവത്തിന്റെ കോണിന് തുല്യമായ ഒരു കോണിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്ന കിരണങ്ങൾ ഒരു വെളുത്ത വരയുടെ രൂപത്തിൽ വിളക്ക് ഫിലമെന്റിന്റെ ഒരു ചിത്രം ഉണ്ടാക്കുന്നു. മറ്റ് കോണുകളിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്ന കിരണങ്ങൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത പാത വ്യത്യാസമുണ്ട്, അതിന്റെ ഫലമായി തരംഗ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ സംഭവിക്കുന്നു.

നിങ്ങൾ എന്താണ് നിരീക്ഷിക്കുന്നത്? നിരീക്ഷിച്ച പ്രതിഭാസങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുക. ഇടപെടൽ പാറ്റേൺ വിവരിക്കുക.

ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തിന് ആനുപാതികമായ പിച്ച് ഉള്ള ഒരു സർപ്പിള ട്രാക്കാണ് സിഡിയുടെ ഉപരിതലം. സൂക്ഷ്മ ഘടനാപരമായ പ്രതലത്തിൽ ഡിഫ്രാക്ഷൻ, ഇടപെടൽ പ്രതിഭാസങ്ങൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. സിഡികളുടെ തിളക്കത്തിന് മഴവില്ലിന്റെ നിറമുണ്ട്.

അനുഭവം 5.താടിയെല്ലുകൾക്കിടയിൽ 0.5 മില്ലീമീറ്റർ വീതിയുള്ള വിടവ് ഉണ്ടാകുന്നതുവരെ ഞങ്ങൾ കാലിപ്പറിന്റെ സ്ലൈഡർ നീക്കുന്നു.

ഞങ്ങൾ സ്പോഞ്ചുകളുടെ ബെവെൽഡ് ഭാഗം കണ്ണിന് സമീപം സ്ഥാപിക്കുന്നു (സ്ലിറ്റ് ലംബമായി സ്ഥാപിക്കുന്നു). ഈ വിടവിലൂടെ നമ്മൾ കത്തുന്ന വിളക്കിന്റെ ലംബമായ ഫിലമെന്റിലേക്ക് നോക്കുന്നു. ത്രെഡിന്റെ ഇരുവശത്തും അതിന് സമാന്തരമായി ഞങ്ങൾ മഴവില്ല് വരകൾ നിരീക്ഷിക്കുന്നു. 0.05 - 0.8 മില്ലീമീറ്ററിനുള്ളിൽ ഞങ്ങൾ സ്ലോട്ട് വീതി മാറ്റുന്നു. കൂടുതൽ പോകുമ്പോൾ ഇടുങ്ങിയ വിള്ളലുകൾബാൻഡുകൾ വേറിട്ടു നീങ്ങുകയും വിശാലമാവുകയും വ്യതിരിക്തമായ സ്പെക്ട്ര രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. വീതിയേറിയ സ്ലിറ്റിലൂടെ നിരീക്ഷിക്കുമ്പോൾ, വരകൾ വളരെ ഇടുങ്ങിയതും പരസ്പരം അടുത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നതുമാണ്. നിങ്ങളുടെ നോട്ട്ബുക്കിൽ കണ്ട ചിത്രം വരയ്ക്കുക. നിരീക്ഷിച്ച പ്രതിഭാസങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുക.

അനുഭവം 6.കത്തുന്ന വിളക്കിന്റെ ഫിലമെന്റിൽ നൈലോൺ തുണികൊണ്ട് നോക്കുക. ഫാബ്രിക് അതിന്റെ അച്ചുതണ്ടിന് ചുറ്റും കറക്കുന്നതിലൂടെ, വലത് കോണുകളിൽ കടന്നുപോകുന്ന രണ്ട് ഡിഫ്രാക്ഷൻ സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ രൂപത്തിൽ വ്യക്തമായ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ നേടുക.

വിശദീകരണം: പുറംതോടിന്റെ മധ്യഭാഗത്ത് ഒരു വെളുത്ത ഡിഫ്രാക്ഷൻ പരമാവധി ദൃശ്യമാണ്. k=0-ൽ, തരംഗ പാതകളിലെ വ്യത്യാസം പൂജ്യമാണ്, അതിനാൽ കേന്ദ്ര പരമാവധി വെളുത്തതാണ്. തുണിയുടെ ത്രെഡുകൾ പരസ്പരം ലംബമായ സ്ലിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മടക്കിവെച്ചിരിക്കുന്ന രണ്ട് ഡിഫ്രാക്ഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗുകളാണ് ക്രോസ് രൂപപ്പെടുന്നത്. സ്പെക്ട്രൽ നിറങ്ങളുടെ രൂപം വിശദീകരിക്കുന്നത് വെളുത്ത വെളിച്ചത്തിൽ വ്യത്യസ്ത നീളമുള്ള തരംഗങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു എന്നതാണ്. വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾക്കുള്ള പ്രകാശത്തിന്റെ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പരമാവധി വ്യത്യസ്ത സ്ഥലങ്ങളിൽ ലഭിക്കും.

നിരീക്ഷിച്ച ഡിഫ്രാക്ഷൻ ക്രോസ് വരയ്ക്കുക. നിരീക്ഷിച്ച പ്രതിഭാസങ്ങൾ വിശദീകരിക്കുക.

നിഗമനം രേഖപ്പെടുത്തുക. നിങ്ങൾ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഏത് ഇടപെടലിലാണ് ഇടപെടൽ എന്ന പ്രതിഭാസം നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടതെന്നും ഏത് വ്യതിചലനത്തിലാണെന്നും സൂചിപ്പിക്കുക.

നിയന്ത്രണ ചോദ്യങ്ങൾ:

1. എന്താണ് പ്രകാശം?
2. പ്രകാശം ഒരു വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗമാണെന്ന് ആരാണ് തെളിയിച്ചത്?
3. പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടപെടൽ എന്നറിയപ്പെടുന്നത്? ഇടപെടലിനുള്ള പരമാവധി, കുറഞ്ഞ വ്യവസ്ഥകൾ എന്തൊക്കെയാണ്?
4. രണ്ട് ജ്വലിക്കുന്ന വൈദ്യുത വിളക്കുകളിൽ നിന്ന് വരുന്ന പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾക്ക് ഇടപെടാൻ കഴിയുമോ? എന്തുകൊണ്ട്?
5. എന്താണ് പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം?
6. പ്രധാന ഡിഫ്രാക്ഷൻ മാക്സിമയുടെ സ്ഥാനം ഗ്രേറ്റിംഗ് സ്ലിറ്റുകളുടെ എണ്ണത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുണ്ടോ?