Сабақ тақырыбы: Интерференция және дифракция құбылыстарын зерттеу мақсатында



бет1/7
Дата18.11.2019
өлшемі1,51 Mb.
#51980
түріСабақ
  1   2   3   4   5   6   7
Сабақ тақырыбы: Интерференция және дифракция құбылыстарын зерттеу. (2-ші сабақ)


Сабақ тақырыбы: Интерференция және дифракция құбылыстарын зерттеу мақсатында

лабораториялық практикум және тақырыпқа сәйкес есептер шығару.

Лабораториялық практикум тақырыбы: ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Дифракциялық тор арқылы жарық толқынының

ұзындығын өлшеу.
Лабораториялық практикум мақсаты: Дифракциялық тор арқылы жарық толқынының

ұзындығын өлшеудің практикалық әдісімен танысу,

оны эксперименттік және сандық есептер шығаруда

қолдана білу.


Лабораториялық практикумның жалпы мақсаты: Оқушылардың оқылып- зерттелетін

құбылыстың физикалық табиғат- заңдылығын терең

түсініп- меңгеруін және оны түрлі есептер шығаруда,

зертхана- практикалық жұмыстар орындауда тиімді қолдана

білуін қамтамасыз ету.
Тәрбиелік мақсаты: Оқушының лабораториялық жұмысты жүргізуі негізінде дүниеге ғылыми

көзқарас танымын қалыптастырып- кеңейту, оқылатын құбылыс-заңдылықтың

өмірдегі, физика ғылымындағы орны- ерекшеліктерін зерделей білуге

дағдыландыру


Қажетті құрал жабдықтар: Толқындық оптиканы оқып үйренуге арналған құралдар жиынтығынан:

арнайы жарық көзі, вертикаль саңылауы бар экран, дифрақциялық тор,

проекциялау экраны, қызыл және көк жарық фильтрлері.

(Әрқайсысы 12- данадан. Кеңейтілген лабораториялық физика кабинетінен алынады)


Сабақтың жүргізілу әдісі: Лабораториялық практикум және осы тақырыпқа эксперименттік, сандық

т.б. есептер шығару.


Пәнаралық және өмірмен байланысы: ДТ қолданылуы, рентгеноструктуралық анализ және т.б.
Сабақ көрнекілігі, АКТ және түрлі ТОҚ: Лабораториялық практикумға сәйкес құрал жабдықтар

және дифракция құбылысына арналған презентация материалдары.


Күтілетін нәтижелер:

  • Дифракция және интерференция құбылыстарын оқып- үйренуге байланысты толқындарды сипаттайтын негізгі шамалар мен түсініктерді терең игеру;

  • Дифракция және интерференция құбылыстарын оқып- үйренуге байланысты оқушылардың оқылатын құбылыстың физикалық табиғат- заңдылығын терең түсініп- меңгеруі және оны түрлі есептер шығаруда, зертхана- практикум жұмыстарын орындауда тиімді қолдана білуі.

  • Оқушылардың дифракция және интерференция құбылыстарын оқып- үйренуге байланысты қарапайым физикалық эксперименттерді жоспарлап, өткізе білуі және оның негізінде эксперименттік есептер құрастыруға дағдылануы.


Сабақтың қысқаша жоспары:

1. Сабақты ұйымдастыру.

2. Үй тапсырмасын тексеру және оны қортындылау.

3. Аталған лабораториялық практикумға сәйкес техникалық хауіпсіздік ережелері бойынша инструктаж өткізу.

4. Оқушылардың оқытушы басшылығымен лабораториялық практикум жүргізуі; оны аяқтап, қортындылауы және есептер шығару.

5. Лабораториялық жұмыс кезіндегі қалыптасқан білімдік, іскерлік- кәсіптік дағдыларын бекіту:

а) Дифракциялық тор деген не және оның жұмыс принципі неге негізделген?

б) Дифракциялық тор арқылы жарық толқынының ұзындығын өлшеудің қандай маңызы бар?

6. Осы тақырыпқа эксперименттік және т.б. есептер шығару.

7. Үйге тапсырма беру және сабақты қортындылау.



Сабақ глоссарийі

Интерференция

Интерференция

Interference

Бірдей қалыңдықтағы жолактар

Полосы равной толщины

Thickness fringes of equal

Бірдей көлбеулік жолақтары

Полосы равного наклона

Bands of equal slope

Бөгет

препятствие

obstacle

Гюйгенc принципі

Принцип Гюйгенса

Huygens' Principle

Гюйгенс- Френель принципі

Принцип Гюйгенса- Френеля

The Principle Of Huygens- Fresnel

Дифракция

Дифракция

diffraction

Дифракциялық көрініс

дифракционная картина

diffraction pattern

Дөңгелек санылаудағы дифракция

Дифракция на круглом отверстии

Diffraction on a round hole

Дөңлегек санылау

круглое отверстие

a round hole

Жарық

Свет

light

Жарық дифракциясы

Дифракция света

diffraction of light

Жарық интерференциясы

Интерференция света

interference of light, optical interference

Жарық көздері

источники света

light sources

Жарық сәулесі

луч света

light ray

Жиілік

частота

frequency

Жолдың оптикалық ұзындығы

Оптическая длина пути

Optical path length

Интереференциялық жолақтың ені

Ширина интерференционной полосы

The width of the interference fringe

Интерференциялық максимумның шарты

Условие интерференционного максимума

The condition for interference maximum

Интерференциялық минимумның шарты

Условие интерференционного минимума

The condition of minimum interference

Кеңістіктегі когеренттілік

Пространственная когерентность

The spatial coherence

Когеренттілік

Когерентность

coherency

Ньютон сақиналары

Кольца Ньютона

Newton's rings

Оптикалық жол айырмасы

Оптическая разность хода

The optical path difference

Санылау

отверствие

hole

Тербеліс

Колебание

oscillation

Толқын

Волна

wave

Толқын ұзындығы

длина волны

wavelength

Толқындық цуг

Волновой цуг

wave train

Уақытша когеренттілік

Временная когерентность

time [temporal] coherence

Фраунгофер дифракциясы

Дифракция Фраунгофера

Fraunhofer diffraction



Лабораториялық практикум жұмысының теориялық негіздемесі:
Жарық дифракциясы деп жарық толқындарының өзiнiң алдында кездескен кедергiлердi орап өту қабiлетiн айтады. Дифракция құбылысы жарықтың толқындық қасиетiнiң айқын дәлелi болып табылады. Бұл құбылыс геометриялық оптика заңдылықтарының қай кезде бұзылатындығына нұсқайды.

Дифракцияның сандық теориясы, яғни бұл құбылыстың әсерiнен экрандағы жарық интенсивтiлiгiнiң өзгерiп таралуын түсiндiру Гюйгенс-Френель принципiне негiзделген. Бұл принцип былай дейдi :

1. Жарық толқындары келiп жеткен беттiң әрбiр нүктесi өз кезегiнде жаңа толқын көздерi болып табылады

2. Бұл жаңа толқын көздерi бiр-бiрiне когеренттi. Ал кеңiстiктiң кез-келген нүктесiндегi жарықтың интенсивтiлiгi осы когеренттi жаңа көздерден тараған толқындардың интерференциясының салдары болып табылады.



Тамаша оптикалык прибордың — дифракциялық тордың құрылысы дифракциялық құбылыска негізделген. Дифракциялық тор толып жатқан өте жіңішке, мөлдір емес аралықтармен бөлінген көптеген саңылаулар жиынтығы болып келеді (182-су-рет). Жақсы тор шыны пластинаға параллель штрихтар сызылған арнаулы бөлгіш машинаның көмегімен жасалады. 1 мм-дегі штрихтар саны бірнеше мыңға жетеді, штрихтардың жалпы са­ны 100 000-нан асады. Екі шыны пластинаның арасына қыстырылған осындай тордан желатинге түсірілген көшірме оңай жа­салады. Сапа жағынан ең жақсысы — шағылдырғыш торлар деп аталатындары. Олар жарықты шағылдырғыш және оны шашыраткыш бөліктердің кезектесуі болып табылады. Жарықтың шашыратқыш штрихтары кескішпен металл пластинаның тегіс өңделген бетіне сызылады.

Егер мөлдір санылаулардың (не шағылдырғыш жолақтардыц) ені а, ал мөлдір емес аралыктың (не жарықты шашыратқыш жолақтардың) ені в болса, онда d=a + в шама тордың пе­риоды деп аталады.

Дифракция­лык тордың элементар теориясын қарастырайық. Торға ұзындығы λ жазық монохромат толқын келіп түссін.

Саңылаулардағы екінші реттік жарық көздері барлык бағытка тарайтын жарық толқындарын шығарады. Саңылаулардан келетін толқындар бірін-бірі күшейте түсетін шартты табайык.

Ол үшін φ бұрышымен анықталатын бағытпен тарайтын толқындарды қарастырайык. Көршілес саңылаулардың шеттерінен есептелген толқын жолының айырмасы AC дейік. Егер осы кесіндіге толқын ұзындығының бүтін саны салынса, онда бүкіл саңылаулардың толқындары қосылып, бірін-бірі күшейтеді. ABC үшбұрышынан AC катетінің ұзындығын табуға бо­лады.

АС = АВ sin φ = d sin φ. Максимумдар, мына шарттан анықталатын φ бұрышымен бақыланады:

d·sinφ=k·λ


Максимумдар шартын түсіндіру схемасы.




Шарт орындалғанда саңылаулардың төменгі шеттерінен (сурет бойынша) келетін толқындар ғана күшейіп қоймайды, саңылаулардың барлық нүктелерінен келетін толқындар да күшейетіні есте болу керек. Бірінші саңылаудың әр нүктесіне екінші саңылаудың d кашыктықтағы нүктесі сәйкес келеді. Сондықтан осы нүктелер шығарған екінші реттік толкындардың жол айырмасы λ-ға тең болады да, бұл толқындар өзара күшейеді.

Тордың сыртына фокустык жазыктығына экран орнатылған жинағыш линза қойылады. Линза параллель түскен толқындарды бір нүктеде фокустайды. Бұл нүктеде толқындар қосылады да, өзара күшейеді. Шартты канағаттандыратын φ бұрышы экрандағы максимумдардын орнын анықтайды.

Максимумның орны (к = 0 сәйкес келетін орталықтағыдан басқасы) толқын ұзындығына байланысты болғандыктан, тор ақ жарықты спектрге жіктейді. λ неғұрлым үлкен болса, орталық максимумның берілген толқын ұзындығына сәйкес келетін әйтеуір бір максимумы соғұрлым әрірек орналасады. к-ның әрбір мәніне өзінің спектрі сәйкес келеді.

Жарықталу максимумдарының аралығында минимумдар орналасқан. Саңылаулар саны неғұрлым көп болса, минимумдар соғұрлым айқын білінеді және олар соғұрым жалпак минимумдармен бөлінеді. Торға түскен жарық энсргиясы былайша бөлінеді: оның көбі максимумдардың үлесіне келсе, азғантай бөлігі ғана минимумдарға түседі.

Біздін кірпіктерімізді, аралықтарымен коса алғанда, дөрекі дифракциялық тор деуге болады.Сондықтан күшті жарық көзіне көзімізді қысыңқырап қарасақ, кемпірқосақ түстерін көреміз. Кірпіктер айналасында дифракция кезінде ақ жарық спектрге жіктеледі. Ұзақ ойналатын жолдары бір-біріне жақын келген пластинка шағылдырғыш дифракциялық тор тәрізді. Егер электр шамының пластинкадан шағылған жарығына қарасақ, жарықтың спектрге жіктелгенін көресің. k-ің түрлі мәніне сәйкес келетін бірнеше спектрді байқауға болады. Егер шамның жарығы пластинкаға үлкен бұрышпен түссе, онда сурет өте анық болады.

Дифракциялык тордың көмегімен толқын ұзындығын өте дәл өлшеуге болады. Егер тордың периоды белгілі болса, онда толқын ұзындығын анықтау, максимумге қарайғы бағытка сәйкес келетін φ бұрышын өлшеуге келтіріледі.





Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет