Интерференция, дифракция и дисперсия света: 11 класс
Видим волновую природу света: радуга в мыльной плёнке, полосы за щелями, спектр решётки и поляроиды. Ниже — кратко о главном, таблица и частые ошибки.
Все 12 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 6 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 12 заданий на 4 уровнях: разминка, основной, сложный, со звёздочкой.
Интерференция, дифракция и дисперсия света — кратко
- Определение
Дисперсия света — зависимость показателя преломления вещества (и скорости света в нём) от частоты, то есть от цвета света. Для прозрачных веществ показатель преломления растёт с частотой: фиолетовые лучи преломляются сильнее красных.
- Как получить когерентный свет
Когерентные световые волны получают, разделяя свет одного источника на две части, которые затем снова встречаются, пройдя разные пути. Тогда изменение фазы у источника одинаково сказывается на обеих волнах, и разность фаз в каждой точке постоянна. Условия: максимум при Δ = k · λ, минимум при Δ = (2k + 1) · λ : 2.
- Дифракция света
Дифракция света — отклонение света от прямолинейного распространения и захождение в область геометрической тени у краёв препятствий. Она заметна, когда размеры препятствий или отверстий сравнимы с длиной волны или когда экран находится далеко.
- Определение
Дифракционная решётка — совокупность большого числа одинаковых параллельных щелей (или штрихов), разделённых равными промежутками. Период решётки d — расстояние между серединами соседних щелей; если на 1 мм нанесено N штрихов, то d = 1 мм : N.
- Определение
Свет, в котором вектор E колеблется в одной плоскости, называют поляризованным (линейно поляризованным). В естественном свете Солнца или лампы направления колебаний E хаотично и быстро меняются — все направления, перпендикулярные лучу, равноправны.
Интерференция, дифракция и дисперсия света в таблице
| Явление | Закон или формула | Где встречается |
|---|---|---|
| отражение | угол отражения = углу падения | зеркала, перископы |
| преломление | n1 · sin α = n2 · sin γ, n = c : v | линзы, призмы |
| полное отражение | sin α0 = n2 : n1 | световоды, бинокли |
| тонкая линза | 1 : F = 1 : d + 1 : f, Γ = |f| : d, D = 1 : F | глаз, очки, фотоаппарат |
| дисперсия | n зависит от частоты | радуга, спектроскоп |
| интерференция | Δ = k · λ; Δx = λ · L : d | плёнки, просветление |
| дифракционная решётка | d · sin φ = k · λ | спектральный анализ |
| поляризация | скрещенные поляроиды гасят свет | ЖК-экраны, очки |
Пример с ответом
Условие. Красный свет с длиной волны 700 нм в вакууме попадает в воду (n = 1,33). Найдите длину волны и частоту в воде.
Ответ. ≈ 526 нм; ≈ 4,3 · 1014 Гц.
2 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Дисперсия света».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1У прозрачных веществ показатель преломления для фиолетового света больше, поэтому фиолетовые лучи отклоняются сильнее. Красный край спектра — ближе к исходному направлению луча.
-
Ошибка 2Длина волны в воде уменьшается, но частота — а с ней и цвет — остаётся прежней.
-
Ошибка 3Независимые источники света некогерентны: фазы их цугов меняются хаотично. Когерентные пучки получают делением света одного источника.
Физика · 11 класс
Что внутри темы
- Урок 1Дисперсия света
- Урок 2Интерференция света
- Урок 3Дифракция света
- Урок 4Дифракционная решётка
- Урок 5Поляризация света
- Урок 6Проверь себя: оптика
В полном тренажёре — 6 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Объяснять дисперсию и зависимость показателя преломления от цвета
- Объяснять, почему для интерференции нужны когерентные источники
- Находить положение полос в опыте Юнга
- Объяснять окраску тонких плёнок и просветление оптики
- Применять формулу решётки d · sin φ = k · λ
- Объяснять поляризацию и работу поляроидов
Ключевые понятия:дисперсия светакогерентностьинтерференция светаопыт Юнгатонкая плёнкапросветление оптикидифракция светапринцип Гюйгенса — Френелядифракционная решёткапериод решёткипорядок спектраполяризацияполяроид
Что требует школьная программа
Описывать дисперсию света; объяснять интерференцию света, условия когерентности и интерференцию в тонких плёнках; применять условия максимума и минимума; описывать дифракцию света и принцип Гюйгенса — Френеля; применять формулу дифракционной решётки d · sin φ = k · λ; описывать поляризацию света и делать вывод о поперечности световых волн.
Что повторить и что дальше
Геометрическая оптикаФизика, 11 класс
Физика, 11 классВопросы
Интерференция, дифракция и дисперсия света · 11 классВ каком классе проходят тему «Интерференция, дифракция и дисперсия света»?
В 11 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Геометрическая оптика (11 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 11 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
