Юный техник 1971-05, страница 46

КЛУБ «XVZ»

Клуб ведут преподаватели, аспиранты н старшекурсники МФТИ.

| и А

X — знания, Y — труд, Z — смекалка

ДМ ФРАКЦИЯ:

ТЕОРИЯ

и

ЭКСПЕРИМЕНТ

Ф. ИГОШИН, физии

Пусть источник света вспыхнул на какое-то время. Световые волны, пройдя через одну щель, а потом через две узкие щели, упадут на экран, будто их испустили два источника, работающие с одинаковой фазой и расположенные на месте узких щелей. От щелей до середины экрана расстояние одинаково. Волны к середине экрана придут в одинаковой фазе и усилят друг друга. Они усилятся также в местах правее и левее от середины экрана. Дойдя до них, волны наберут разность хода А, равную Я, 2А, ЗА и т. д. Места усиления называют максимумами соответственно 1-го, 2-го, 3-го порядка и т. д. Максимум в середине экрана (для него Д — 0) называется максимумом нулевого порядка (рис 1).

Максимум каждого порядка (за исключением нулевого) представляет собой спектр, получившийся за счет усиления тех волн, которые излучал источник света. Очевидно, в каждом спектре ближе к середине экрана расположится цвет, который соответствует меньшим длинам волн, а дальше от центра — соответствующий более длинным волнам. Максимум нулевого порядка будет иметь такой цвет, какой излучает сам источник света. В промежутках между максимумами соседних порядков располагаются минимумы — темные полосы. В этих местах волны ослабляют друг друга. Ослабление происходит потому, что волны от щелей приходят с разностью хода Д, равной '/г К ³/г К ⁵/г А и т. д., и складываются как волны, пришедшие в противофазе.

Многощелевая решетка —- это, в сущности, множество расположенных в ряд двойных щелей. Условия усиления и ослабления света на экране останутся такими же, как и для двух щелей. Но благодаря увеличению числа щелей возрастает количество света, пропускаемого решеткой — максимумы становятся ярче, и можно различить близкие по длине волны. Если на решетку падает луч белого цвета, то каждый максимум выглядит цветным: белый луч разложится в спектр. Причем красный цвет виден в максимуме данного порядка под большим углом, чем фиолетовый — наоборот по сравнению с призменным спектром.

Как же найти угол, который позволит наблюдать тот или иной максимум в спектре дифракционной решетки? Зададимся такой схемой экспериментальной установки: источник света — экран с узкой щелью — положительная линза — решетка — снова положительная линза — белый экран (рис. 2). При этом экран с узкой щелью располагается в фокальной плоскости линзы, так что на дифракционную решетку падает пучок параллельных лучей. Пройдя через дифракционную решетку, лучи от каждой из двух