Длина волны света – формула для лучей

Свет – это распространяющиеся в пространстве электромагнитные волны. И как и любой другой волновой процесс, свет обладает всеми характеристиками волнового процесса. Рассмотрим такую характеристику, как длина волны света.

Длина волны света – формула для лучей

Свет как волновой процесс

При изучении света И. Ньютон открыл явление дисперсии – изменение показателя преломления света для разных цветов. Другим открытым им же явлением стала интерференционная картина «колец Ньютона» – линза, соприкасающаяся с плоским стеклом, дает вокруг точки касания ряд концентрических темных колец, причем радиус колец меняется, если освещать линзу светом различных цветов.

Длина волны света – формула для лучей

Рис. 1. Кольца Ньютона.

Дать удовлетворительное объяснение открытым явлениям И. Ньютон не смог. Это сделал позже другой физик – Т. Юнг. Он предположил, что свет является волной. А значит, ему должны быть присущи все явления, присущие волнам, в частности сложение с появлением интерференционной картины. Зависимость радиуса колец Ньютона от цвета освещения может быть объяснено разностью длины волны различных цветов.

Опыт Т. Юнга

Для демонстрации явления интерференции и для определения длины волны света Т.Юнг поставил специальный эксперимент.

Для получения четкой интерференционной картины необходимо иметь два когерентных световых луча, то есть, луча, обладающих одинаковой длиной волны и имеющих постоянную разность фаз. Освещая две близких щели, можно за ними на экране получить условия для сложения и вычитания световых волн – интерференцию. Главная идея опыта Юнга была в том, чтобы для освещения щелей использовать не простой световой луч, который использовали исследователи до Юнга, а луч, прошедший через маленькое отверстие, за которым, в соответствии с принципом Гюйгенса будет возбуждена единая когерентная волна, и именно она должна использоваться для освещения двух щелей, с получением за ними интерференционной картины.

Длина волны света – формула для лучей

Рис. 2. Опыт интерференции Юнга.

Длина волны света

Измерив оптическую разность хода световых лучей и расстояние между интерференционными полосами в опыте Юнга, можно получить формулу, по которой рассчитывается длина световой волны. Другим вариантом определения длины света является измерение радиуса колец Ньютона, и вычисление разности оптического хода волн, исходя из геометрии линзы.

Оказалось, что свет представляет собой волны очень небольшой длины – от $4×10^{-7}м$ для фиолетового до $8×10^{-7}м$ для красного цветов.

Длина волны света – формула для лучей

Рис. 3. Длины световых волн.

Волновой характер световых волн и их длина накладывают ограничение на предельное увеличение светового микроскопа. Объекты, имеющие величину меньше длины световой волны, будут «огибаться» световыми волнами, и увидеть их будет невозможно. Поэтому для большего увеличения в электронных микроскопах применяется поток электронов, которые в соответствии с принципом корпускулярно-волнового дуализма обладают свойствами волн с очень малой длиной.

Что мы узнали?

Свет является электромагнитным излучением с малой длиной волны. Длина световых волн впервые были измерена в опытах Т. Юнга. Были получены значения от $4×10^{-7}м$ для фиолетового до $8×10^{-7}м$ для красного цветов.

Беликова Ирина

Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

Оцените автора
Добавить комментарий

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Adblock
detector