Номер 4, страница 260 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Глава 3. Световые явления. Электромагнитные волны. Параграф 53. Свойства электромагнитных волн. Ответь на вопросы - номер 4, страница 260.

Условие.

4. Какой опыт позволяет наблюдать интерференцию электромагнитных волн?

Решение.

Решение 2.

Интерференция — это фундаментальное волновое явление, заключающееся в перераспределении интенсивности волн в пространстве в результате их наложения. Для демонстрации интерференции электромагнитных волн существует несколько классических опытов, наиболее известным из которых является опыт Юнга.

Опыт Юнга (опыт с двумя щелями)

Этот эксперимент, впервые поставленный английским учёным Томасом Юнгом в 1801 году, стал решающим доказательством волновой природы света (который является частным случаем электромагнитных волн).

Схема установки:

1. На пути пучка монохроматического света (света одной длины волны $\lambda$) размещают непрозрачный экран.
2. В этом экране сделаны две очень узкие и близко расположенные друг к другу параллельные щели ($S_1$ и $S_2$). Проходя через них, свет дифрагирует, и, согласно принципу Гюйгенса, каждая щель становится источником вторичных волн. Так как эти волны порождены одним и тем же исходным пучком света, они являются когерентными (имеют постоянную разность фаз).
3. На некотором расстоянии за экраном со щелями располагают второй экран, на котором наблюдается результат наложения этих двух волн.

Наблюдаемый результат:

На втором экране вместо двух отдельных светлых полос появляется сложная картина из чередующихся светлых и тёмных полос. Эта картина называется интерференционной.

• Светлые полосы (максимумы) образуются в тех точках экрана, куда волны от обеих щелей приходят в одинаковой фазе, усиливая друг друга (конструктивная интерференция). Условие возникновения максимума: разность хода лучей $\Delta d$ от щелей до точки на экране должна быть равна целому числу длин волн.

  $ \Delta d = k \cdot \lambda $, где $k = 0, \pm 1, \pm 2, \dots $

• Тёмные полосы (минимумы) образуются в точках, куда волны приходят в противофазе и гасят друг друга (деструктивная интерференция). Условие возникновения минимума: разность хода лучей должна быть равна полуцелому числу длин волн.

  $ \Delta d = (k + \frac{1}{2}) \cdot \lambda $, где $k = 0, \pm 1, \pm 2, \dots $

Помимо опыта Юнга, интерференцию электромагнитных волн можно наблюдать и в других экспериментах и явлениях:

• Интерференция в тонких плёнках: радужные цвета на поверхности мыльных пузырей или в тонком слое масла на воде.
• Кольца Ньютона: интерференционная картина в виде концентрических колец, возникающая при отражении света в зазоре между плоскопараллельной пластинкой и соприкасающейся с ней плоско-выпуклой линзой.
• Эксперименты с радиоволнами: используя две когерентные антенны-излучателя и перемещая приёмник, можно зафиксировать пространственное чередование максимумов и минимумов интенсивности сигнала.

Ответ: Классическим опытом, который позволяет наблюдать интерференцию электромагнитных волн, является опыт Юнга с двумя щелями. Также это явление демонстрируется при наблюдении интерференции в тонких плёнках (например, кольца Ньютона или мыльные пузыри) и в экспериментах с когерентными источниками радиоволн.