Номер 6, страница 59, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 8. Оптика. Параграф 51. Границы применимости законов геометрической оптики. Интерференция. Дифракция - номер 6, страница 59.

Условие.

6*. Попробуйте объяснить, где происходит интерференция для случая, рассмотренного в предыдущем задании.

Решение.

6*

Интерференция — это явление сложения в пространстве двух или нескольких когерентных волн, в результате которого в разных точках наблюдается усиление или ослабление амплитуды результирующей волны. Чтобы понять, где происходит интерференция в случае, который, вероятно, рассматривался в предыдущем задании (например, наблюдение радужных полос на тонких пленках, как мыльный пузырь или масляное пятно на воде), необходимо проследить путь световых волн.

1. Когда свет падает на тонкую пленку, часть его отражается от верхней поверхности, а другая часть проходит внутрь пленки и отражается уже от ее нижней поверхности.

2. В результате этого образуются две световые волны. Поскольку они возникли из одной исходной волны, они когерентны, то есть имеют постоянную разность фаз.

3. Между этими двумя волнами возникает оптическая разность хода $\Delta$, зависящая от толщины пленки $h$, ее показателя преломления $n$ и угла падения света. Также учитывается возможная потеря полуволны $(\lambda/2)$ при отражении от оптически более плотной среды. Условие максимума (усиления) света: $\Delta = k\lambda$, а минимума (ослабления): $\Delta = (2k+1)\frac{\lambda}{2}$, где $k$ — целое число.

4. Эти две когерентные волны, отразившись от поверхностей пленки, распространяются дальше в пространстве, накладываются друг на друга и интерферируют. Таким образом, сам процесс суперпозиции волн происходит во всей области пространства, где эти две отраженные волны существуют одновременно.

5. Однако результат этой интерференции — устойчивую картину из светлых и темных (или цветных, в случае белого света) полос — можно наблюдать только там, где находится приемник света (например, экран, фотопленка или сетчатка глаза). Когда мы смотрим на мыльный пузырь, отраженные от его поверхностей лучи попадают в наш глаз. Хрусталик глаза фокусирует их на сетчатке. Именно на сетчатке и формируется конечное изображение, где в одних точках волны усиливают друг друга, а в других — ослабляют. Это и создает воспринимаемую нами радужную картину, которая кажется расположенной на самой пленке.

Таким образом, физически интерференция (наложение волн) происходит в пространстве после отражения света от пленки, а наблюдаемая интерференционная картина формируется на приемнике — сетчатке глаза наблюдателя.

Ответ: Интерференция как физический процесс наложения когерентных волн происходит в той области пространства, где эти волны (в данном случае, отраженные от верхней и нижней поверхностей тонкой пленки) пересекаются. Наблюдаемый же результат интерференции, то есть интерференционная картина, формируется на поверхности приемника света, которым может быть сетчатка глаза, экран или сенсор фотокамеры.