10. Ogib svijetlosti


Ogib svijetlosti

Nacrtaj put zraka svjetlosti koje padaju na staklenu ploču.

62

Npr. voda nailazi na pukotinu – kako se se ponašati? Skiciraj.

Što se događa ako svjetlosnim snopom naiđe na takvu pukotinu, prepreku? Skiciraj.

63

Koju prirodu, ponašanje, pokazuje svjetlost u takvom slučaju?

Što možemo zaključiti, kako objašnjavamo i prikazujemo svjetlost u geometrijskoj a kako u valnoj optici?

I. dio

PRIBOR: laser, stalak, pukotina, metar.

Postavi pribor kao na slici (pukotina može biti ravna ili kružna)

64

Laserski snop usmjeri na tanku pukotinu. Opiši što uočavaš na zastoru.

Koja je to pojava karakteristična za valove?

Što predstavljaju svijetla mjesta i kakav im je intenzitet?

Skiciraj ogibnu sliku na zastoru. Označi 0-ti i ostale maximume.

Mijenjaj širinu pukotine i opiši što se događa s ogibnom slikom?

Što misliš o čemu ovisi broj maximuma, boja, intenzitet?

Definiraj izraz kojim opisujemo uvjet za maximum i minimum ogiba na jednoj pukotini.

Kako bi odredili valnu duljinu lasera iz podataka o postavljenoj aparaturi? Skiciraj i objasni.

Dobiveni podatak za valnu duljinu lasera usporedi sa tvorničkim podacima.

Što mislite kako broj pukotina utječe na ogibnu sliku?

II. dio

Optička rešetka ima puno pukotina ili zareza po jedinici dužine. Postavite optičku rešetku umjesto pukotine.

Opišite ogibnu sliku i usporedite s onom kada imate jednu pukotinu.

PRIBOR: CD, laser, izvor bijele svjetlosti, zastor.

Kakva je površinska struktura CD-a? Opiši.

Usmjerite laser na CD i pogledajte ogibnu sliku.

65

Kako izgledaju maximumi? Objasni.

Što mislite što utječe na boju, položaj, intenzitet maximuma kod ogiba na optičkoj rešetci.

Napiši izraz za uvjet dobivanja maximuma na optičkoj rešetki.

ZADACI:

1. Pri prijelazu iz jednog sredstva u drugo svjetlosni snop:

a) obavezno mijenja smjer

b) mijenja valnu duljinu i frekvenciju

c) ne mijenja valnu duljinu

d) ne mijenja frekvenciju

2. Kada svjetlost upada na pukotinu dolazi do:

a) refrakcije

b) disperzije

c) difrakcije

d) polarizacije

3. Žuto i plavo svjetlo upadaju okomito na optičku rešetku. Kut prvog ogibnog maksimuma je:

a) jednak za obje svjetlosti

b) veći za žuto svjetlo

c) veći za plavo svjetlo

d) proporcionalna razlici valnih duljina svjetlosti

4. Razlika hoda dvaju svjetlosnih monokromatskih valova iznosi 0,3χ. Kolika im je razlika faza iskazana u stupnjevima?

5. Na slici S1 i S2 su izvori koherentne svjetlosti valne duljine 400nm. Kakva je osvijetljenost točke A?

a) maksimalna

b) minimalna

c) nešto između maksimalne i minimalne

d) ne može se odrediti iz zadatka

66

6. Na zastoru (ekranu) promatramo difrakcioni spektar trećeg reda, nastao propuštanjem bijele svjetlosti na optičkoj rešetki, sa 250 zareza na 1mm duljine. Izračunajte kut koji pri tome tvore zrake bijele svjetlosti koja pada na rešetku, tvori spektar bijele svijetlosti na zastoru, ako se zna da su granice vidljive oblasti spektra λc= 80nm i λlj=760nm.

7. Monokromatska svjetlost iz helijum-neonova lasera (λ=632,8nm) pada okomito na optičku rešetku koja ima 6000 pukotina po centimetru. Pod kojim će se kutom dobiti prva, druga i treća svijetla pruga?

8. Optička rešetka ima 4000 zareza na 1cm duljine. Na rešetku upada okomito svjetlost valne duljine 589 nm.

a) Koliki je najveći red spektra koji se može dobiti tom rešetkom?

b) Koliki kut pripada najvećem redu spektra?

9. Svjetlost valne duljine 600nm ogiba se na optičkoj rešetci konstante 4μm. Koliko se najviše ogibnih maksimuma može vidjeti na zastoru?

10. Konstanta optičke rešetke je četiri puta veća od valne duljine monokromatske svjetlosti koja na nju upada okomito. Koliki je kut prvog ogibnog maksimuma? Pod kojim kutom vidimo prvi ogibni maksimum ?