Номер 6.14, страница 35 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

VI. Электромагнитная природа света - номер 6.14, страница 35.

Условие.

6.14 Объясните, как образуются чередующиеся светлые и тёмные полосы в эксперименте Юнга.

Решение.

Чередующиеся светлые и тёмные полосы, наблюдаемые в эксперименте Юнга, являются прямым доказательством волновой природы света и возникают вследствие явления интерференции. Суть эксперимента заключается в следующем: свет от одного источника пропускается через экран с двумя очень узкими и близко расположенными щелями. Согласно принципу Гюйгенса-Френеля, эти две щели становятся источниками вторичных световых волн, которые являются когерентными, то есть имеют одинаковую частоту и постоянную разность фаз.

Распространяясь в пространстве за экраном со щелями, эти волны накладываются друг на друга. На другом экране, расположенном на некотором расстоянии, наблюдается результат этого наложения. В каждой точке этого наблюдательного экрана результат сложения волн зависит от разности хода ($ \Delta d $) — разности расстояний, пройденных волнами от первой и второй щели до рассматриваемой точки.

В тех точках экрана, где разность хода равна целому числу длин волн ($ \lambda $), то есть выполняется условие максимума:
$ \Delta d = k \lambda $, где $k = 0, \pm 1, \pm 2, ... $
волны приходят в одинаковой фазе. Они усиливают друг друга, создавая максимум интенсивности света. Это явление называется конструктивной интерференцией, и в этих местах на экране наблюдаются светлые полосы.

В тех точках, где разность хода равна нечетному числу полуволн, то есть выполняется условие минимума:
$ \Delta d = (k + \frac{1}{2}) \lambda $, где $k = 0, \pm 1, \pm 2, ... $
волны приходят в противофазе. Они взаимно гасят друг друга, создавая минимум интенсивности. Это явление называется деструктивной интерференцией, и в этих местах на экране видны тёмные полосы.

Таким образом, вся наблюдаемая на экране картина представляет собой чередование областей конструктивной и деструктивной интерференции, что и выглядит как последовательность светлых и тёмных полос.

Ответ: Чередующиеся светлые и тёмные полосы образуются в результате интерференции когерентных световых волн, идущих от двух щелей. Светлые полосы соответствуют максимумам интенсивности света (конструктивная интерференция), а тёмные полосы — минимумам (деструктивная интерференция). Возникновение максимума или минимума в определенной точке экрана зависит от разности хода волн до этой точки.