Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Следует отметить, что если иа поверхности воды мы можем ,получки. когерентные волны от двух источников, то для разных источников света этого достичь нельзя, так как световые волны излучают атомы вещества (источники света) и фаза их колебаний быстро и беспорточно изменяется. Поэтому для получения когерентных лучей света надо пользоваться одним источником (как сказано выше). Лучи должны пройти разные пути, затем встретиться и дальше идти по одному направлению. Этого можно достигнуть, используя систему зеркал, в которых лучи отразятся нужным образом.
Интерференцию света можно наблюдать, например, в тонких пленках. Плоский проволочный каркас с мыльной пленкой Ba ней ставят вертикально; получается водяной клин: вверху пленка будет тоньше, а внизу толще. Если направить на такую пленку пучок параллельных лучей монохроматического света (иапример, красного), то одна часть светового потока отравится от передней поверхности пленки, а другая часть — от задней. Таким образом, луч, упавший на пленку, в некоторой точке раздваивается, и появляются два практически параллельных луча, в которых волны обладают определенной разностью хода (величина последней обусловлена толщиной пленки н длиной световой волны). Попав в глаз, лучи сводятся хрусталиком в одну точку, вследствие чего и наблюдается интерференционная картина. Каждой точке поверхности пленкн соответствует точка на сетчатке глаза. Участки пленки, имеющие одинаковую толщину, будут восприниматься окрашенными в красный цвет или темными, в зависимости от усиления или ослабления света светом. Так как толщина пленки постепенно сверху вниз увеличивается, го и разность хода волн возрастает, становясь в определенных местах поочередно равной то четному, то нечетному числу полуволн; в силу этого мы будем наблюдать на пленке красные и темные полосы. Жидкость из мыльной пленки постепенно вытекает, поэтому со временем толщина пленки становится иной, следовательно, меняются места расположения красных и темных полос. Окрашенные и темные полосы
И* 299
вследствие уменьшения толщины пленки станут более широкими' Еслн мыльную пленку осветить белым светом, состоящим нз набо— световых волн различной длины, то световые полосы будут иметь разноцветную, радужную окраску, так как усиление и ослабление света произойдет в разных местах.
Когерентными источниками света могут быть два мнимых изо Сражения источника в зеркалах, расположенных под углом, близки» к 180° (зеркала Френеля).* Мнимые источники света будут когерентными, и поэтому в местах пересечения пучков от них наблюдается явление интерференции света.
§ 129. Дифракция света
ДифрЛкцией волн называется явление огибания волнами различных препятствий, встречающихся на их пути, т. е. отклонение волн от прямолинейного распространения. Явление дифракции хорошо наблюдается для звуковых волн. Всем известно, что звук слышен за зданием, даже если источник звука находится с противоположной стороны, впереди здания. Явление дифракции волн можно наблюдать' также на поверхности воды, если иа пути их поставить преграду, размеры которой соизмеримы с длиной создаваемых волн. Явление дифракции характерно для любых волновых процессов, естественно, также н для света.
Чтобы наблюдать отчетливую картину дифракции света, необходимо создать специальные условия. Лучше всего, если свет пропускают через узкую щель, причем _ щирица ее должна иметь порядок длины световой волны (Ю 4 —10 6 см); на экране, расположенном за щелью, мы видим не светлую полосу, имеющую форму щели, как этого можно было бы ожидать, а чередующиеся светлые и темные полосы, параллельные краям щели (рнс. 149). В прямом направлении будет светлая полоса с наибольшей освещенностью.
Наблюдается явление дифракции от непрозрачных преград. Например, если на пути света расположить тонкую проволочку, то на экране получим не тень ее, а чередование светлых и темных полбе.
300
Явления интерференции и дифракции света свидетельствуют о волновой природе света. Вообще, пужйо сказать, что если мы наблюдаем явления интерференции и дифракции света, то имеют место волновые процессы, и наоборот, ,если мы имеем дело с волновыми процессами, то для них должны наблюдаться явлений интерференции и дифракции света. Явления интерференции и дифракции света широк^ используются в технике, например для контроля за качеством плоской поверхности.
§ 130. Действие света. Фотоэлектрический эффект
Иногда металлическая пластинка при освещении приобретает положительный заряд вследствие выбивания из нее электронов. Явление вырывания электронов из тела под действием света называется фотоэффектом. Первые подробные исследования фотоэлектрического эффекта выполнил русский физик А. Г. Столетов.
В опыте Столетова свет попадал через сетчатый анод А (рис. 150), на металлическую пластинку К (катод). Если пластинка К соединена с отрицательным полюсом батареи, то в цепи появляется ток. Сила фэтотока возрастает с увеличением напряжения между катодом и анодом. Начиная с некоторого напряжения, сила фототека 'достигает максимального значения, называемого током насьдцения. Таким образом, то-
