Номер 4, страница 233 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Ответь на вопросы. § 48. Интерференция и дифракция света. Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны - номер 4, страница 233.

4. В чём заключалась суть опыта Юнга, что этот опыт доказывал и когда был поставлен?

4. В чём заключалась суть опыта Юнга, что этот опыт доказывал и когда был поставлен?

Суть опыта, проведенного английским учёным Томасом Юнгом, заключалась в демонстрации явления интерференции света. В его классической схеме узкий пучок света (изначально солнечного) направлялся на непрозрачный экран с одной узкой щелью. Прошедший через неё свет затем падал на второй экран с двумя очень близко расположенными параллельными щелями. Эти две щели, согласно принципу Гюйгенса, становились источниками вторичных, когерентных световых волн. За вторым экраном располагался третий, на котором и наблюдался результат наложения (суперпозиции) этих волн. Вместо двух светлых полос, которые можно было бы ожидать, на экране появлялась сложная картина из чередующихся светлых и тёмных полос, названная интерференционной картиной.

Этот опыт стал решающим доказательством волновой природы света. Появление интерференционной картины нельзя объяснить с точки зрения корпускулярной теории, согласно которой свет — это поток частиц. Явление интерференции — усиление или ослабление волн при их наложении — характерно исключительно для волновых процессов. Светлые полосы (максимумы интенсивности) соответствуют точкам на экране, где волны от двух щелей приходят в одинаковой фазе и усиливают друг друга (конструктивная интерференция). Тёмные полосы (минимумы) возникают там, где волны приходят в противофазе и взаимно гасят друг друга (деструктивная интерференция). Таким образом, опыт Юнга наглядно продемонстрировал, что свет обладает волновыми свойствами.

Эксперимент был впервые осуществлен Томасом Юнгом в 1801 году, а его результаты, подтверждающие волновую теорию света, были представлены Лондонскому королевскому обществу в 1803 году.

Ответ: Суть опыта Юнга заключалась в наблюдении интерференции света, проходящего через две близкие щели, что проявлялось в виде чередующихся светлых и тёмных полос на экране. Опыт доказывал волновую природу света. Он был поставлен в 1801 году.

5. Что можно сказать о частоте (или длине)?

Этот вопрос, вероятнее всего, касается свойств волн, необходимых для наблюдения явления интерференции в опыте Юнга. Для того чтобы на экране возникла устойчивая во времени интерференционная картина, волны, приходящие от двух источников (в данном случае — от двух щелей), должны быть когерентными. Когерентность волн подразумевает выполнение двух условий:

1. Волны должны иметь одинаковую частоту ($ \nu $) и, следовательно, одинаковую длину волны ($ \lambda $) в данной среде. Эти величины связаны скоростью распространения волны $v$ формулой $v = \lambda \nu$.
2. Разность фаз колебаний в этих волнах должна быть постоянной во времени.

В опыте Юнга когерентность достигается за счёт того, что обе щели освещаются светом от одного и того же первоначального источника. Поэтому световые волны, возникающие в щелях, являются частями одной и той же исходной волны, а значит, они автоматически имеют одинаковую частоту и постоянную разность фаз. Если бы частоты (или длины волн) были разными, то устойчивой интерференционной картины не наблюдалось бы.

Ответ: Для наблюдения интерференции необходимо, чтобы складывающиеся волны были когерентными, что в первую очередь требует, чтобы их частоты (и, соответственно, длины волн) были строго одинаковыми.