З бетімен орындауға арналған есептер

Дисперсия

(«Физика есептерде»)

Жетекші: Қадырова Г.М

Орал 2016

 

Мазмұны

Кіріспе................................................................................................. 3

1.Дисперсия............................................................................... 4

1.1 Жарық дисперсиясы.............................................................4

1.2 Дисперсия және жарықтың жұтылуы................................7

1.3 Дисперсияның элементар электрондық дисперсиясы......9

 

2. Шешімі бар тапсырмалар................................................... 13

3. Өз бетімен шығаруға арналған тапмырмалар............... 19

Қорытынды........................................................................... 20

Пайдаланылған әдебиеттер................................................ 21

Кіріспе

Физикалық есептер шығару алгоритімі мазмұны дисперсия бөлімінен тұрады. Бұл оқулықтан жарық дисперсиясы туралы қысқаша мәліметтер алуға болады. Оқулық оқушыларға және жоғары оқу орнының студенттеріне көмектеседі. Оқулықтағы әрбір бөлім қысқаша теориялық мәліметтерден тұрады. «Шешімі бар тапсырмалар» бөлімінде дисперсияға арналған есептер және олардың шығарылу жолдары берілген. Ал «өз бетімен орындауға арналған тапсырмалар» бөлімінде де дисперсияға арналған есептер және олардың тек жауаптары берілген.

Зерттеу мақсаты: талдау көмегімен негізгі анықтамалар мен тапсырмалар арқылы жарық дисперсиясы заңдарын зерттеу.

Зерттеу обьектісі: оқу үрдісі оптика бөлімін оқу

Зерттеу пәні: оқу мазмұнындағы «дисперсия» тақырыбы бойынша тапсырмалар.

Тапсырмалар:

негізгі түсініктер мен тапсырмаларды жүйелеу.

тапсырмаларды талдау

Зерттеу әдісі: теориялық талдау, іздеу.

Пайдаланылған әдебиеттер: оқулықтар, есептер жинағы

Жарық дисперсиясы — заттың сыну көрсеткішінің (n) жарық толқынының жиілігіне (n) не ұзындығына (l) тәуелділігі; жарық толқыны фазалық жылдамдығының жиілікке (n) тәуелділігі. Жарық дисперсиясы нәтижесінде ақ жарық спектрге жіктеледі (қ.Оптикалық спектрлер). Осы спектрді зерттеу арқылы И.Ньютон Жарық дисперсиясын ашты (1672). Спектрдің берілген аймағы үшін мөлдір денелерде жарық толқынының жиілігі (n) артқанда (l кемігенде) сыну көрсеткіші де (n) артады. n мен n-дің (не l-ның) арасында осындай заңдылық байқалатын құбылыс қалыпты Жарық дисперсиясы деп аталады. Аномаль Жарық дисперсиясы кезінде толқын жиілігі n артқанда (l кемігенде) сыну көрсеткіші n кемиді. Оптикалық шыныларда қалыпты Жарық дисперсиясы, ал жарық өткенде жұтылу жолақтары айқын білінетін газдар мен буларда аномаль Жарық дисперсиясы байқалады. Затта жарықтың сынуы жарықтың фазалық жылдамдығының өзгеруі салдарынан болады. Мұндай жағдайда заттың сыну көрсеткіші (n) мына формуладан анықталады: n=c/cф, мұндағы cф — жарықтың берілген ортадағы фазалық жылдамдығы, с — вакуумдағы жарық жылдамдығы. Жарықтың электрмагниттік теориясы бойынша:, мұндағы e — диэлектрлік өтімділік, m — магниттік өтімділік. Призмадан немесе басқа бір мөлдір денеден өткен жіңішке ақ жарық шоғы түрлі түсті спектрге жіктеледі. Жеті түрлі түстен құралған бұл спектрдің ең көбірек бұрылатыны және ең қысқа толқындысы (жиілігі үлкені) — күлгін сәуле, ал ең аз бұрылатыны және ең ұзын толқындысы — қызыл сәуле. Жарықтың классик. теориясы бойынша Жарық дисперсиясы жарық таралған орта атомдарының (не молекулаларының) электрондары мен жарық толқындары туғызған айнымалы электр өрісінің өзара әсерлесуі нәтижесінде пайда болады. Мөлдір денелердегі Жарық дисперсиясы спектрлік приборларды, ахроматикалық линзаларды жасау кезінде қолданылады.

Әр түрлі заттардың түстері туралы сұрақ адам баласын ерте заманнан бері қызықтырып келді. Сонда да Ньютонға дейін бұл салада ешқандай белгілі нәрсе болмады. Түс заттың өзіне тән қасиет деп есептелді. Ал әр уақытта түрлі бақылау жүргізгенде жарықтану шарты өзгерген жағдайда дененің түсі де өзгеретінін анықтауға болады. Жарық пен қараңғыны араластырғанда әр түрлі түстер пайда болады деген пікірлер де болды. Кемпірқосақ түсін жаңбыр тамшыларымен байланыстырды. Алмаз түстерінің ойнауы, шыны призмадан өткен түстің түрленуі де белгілі болатын. Бірақ Ньютонға дейін ешкім де бұл құбылыстарды салыстырып, олардың арасындағы байланысты білуге ұмтылған жоқ. 1666 жылы сол кезге дейін белгілі болып келген түс жөніндегі теорияларды іс жүзінде жоққа шығаратын эксперимент жасалынды. Бұл экспериментті Ньютонның өзі қалай сипаттап жазғанын келтірейік.

1666 жылы шыны өңдеп жүрген болатынын, мен түс жөніндегі белгілі құбылыстарды тексеру үшін үшбұрышты шыны призманы тауып алдым. Осы мақсатта мен өзімнің бөлмемді қараңғыладым да күн сәулесін өткізу үшін жақтауға өте кішкене саңылау жасадым.

Осы саңылауға мен призманы одан сынған сәуле қарсы қабырғаға түсетін етіп орналастырдым. Осындай жолмен алынған түрлі-түсті және күшейтілген түстерді қарау маған өте үлкен қанағаттандыру сезімін тудырды". Жарық көзінен шығып, призма арқылы өткенде пайда болған әр түрлі түстерден тұратын жолақтарды Ньютон спектр (spektrum — көру) деп атады (түрлі-түсті қосымшадағы 3-сурет).

Бұл эксперименттің екі ерекшелігі Ньютонды таң қалдырды. Жарық призмадан неге боялып шығады? Және дөңгелек саңылаудан түскен шоқ призмада сынып шыққаннан кейін неге жолақ түріне енеді?

Шоқтың ұзындығын оның енімен салыстырып, оның ұзындығының енінен 5 есе артык екенін тапты. Мұны түсіндіру өте қиын болды. Бірақ Ньютон күн спектрінің әр түсін басқалардан жеке бөліп алып, оны екінші призмадан сынуға мәжбүр етті. Бұл жағдайда ол әр түрлі түстердің әрқалай сынатынын байқады. Мысалы, қызыл түс басқаларға қарағанда әлсіз, ал күлгін түс бәрінен де күшті сынады.

Ньютон мұны түсіндіре алмады. Бірақ эксперимент жарықтың призмадан сынғанда ұзынша болатынын түсіндірді. Бұл эксперимент ақ түстің күрделі түс екенін көрсетті. Ол негізгі жеті түстен түрады: қызыл, қызғылт сары, сары, жасыл, көк, көгілдір және күлгін Ақ түстің күрделі түс екенін көрсететін Ньютонның жасаган тағы бір тәжірибесі бар.

Ньютон дөңгелектің бетін сектор түрінде негізгі жеті түсті бояп қойды. Бұл дөңгелек қозғалтқыштың айналу осіне бекітілді. Айналудың белгілі бір жылдамдығында түсті дөңгелек ақ болып көрінеді. Ньютонның ашқан құбылысы жарықтың дисперсиясы деген атқа ие болды (лат. dispersio — шашырау). Жарық дисперсиясының екі мағынасы бар: 1) дисперсия — күрделі ақ түсті спектрге ажырату құбылысы; 2) дисперсия — заттың сыну көрсеткішінің түсетін жарықтың толқын ұзындығына тәуелділігі. Бір заттың ор түрлі толқын ұзындығына сәйкес сыну көрсеткіші бар. Жарықтың жылдамдығы вакуумде 300 000 км/с екені белгілі. Ал басқа мөлдір ортадан өткенде жарық жылдамдығы өзгереді және ол вакуумдегіден аз. Қызыл түсті жарық толқынының таралу жылдамдығы кез келген ортада максимал, ал күлгін түсті жарық толқынының таралу жылдамдығы — минимал болады. Мысалы, суда v_k = 228 000 км/с, ал v_k= 227 000 км/с. Күкірт көміртекте v_k= 185 000 км/с, ал v_k= 177 000 км/с. Вакуумде жарық дисперсиясы болмайды, өйткені онда барлық жарық толқындары бірдей жылдамдықпен таралады.

Дисперсия құбылысының ашылуы кемпірқосак құбылысын түсіндіруге көмектесті. Жарықтың су тамшыларында немесе атмосферадағы мұз қабыршақтарында сынуы күн сәулесінің суда немесе мұзда жіктелу дисперсиясының нәтижесі сияқты болады.

Жарықтың дисперсиясын қалыпты және аномальді деп бөледі. Көп жағдайда ортаның сыну көрсеткіші толқын ұзындығына кері пропорционал болатынын тәжірибелер көрсетті. Мұндай дисперсия қалыпты дисперсия деп аталады. Егер ортапың сыну көрсеткіші толқын ұзындығына тура пропорционал болса, ондай дисперсия аномалъді дисперсия деп аталады.

 

 

Дисперсия және жарықтың жұтылуы.

Негізгі қағидалары

Жарықтың дисперсиясы (лат. Dispersio – шашырау) деп заттың сыну көрсеткішінің (n) жарықтың толқын ұзындығынан (λ) немесе жиілігінен (ν) тәуелдәләктә айтады немесе оған сәйкесті жарықтың ортадағы фазалық жылдамдығының толқын λ ұзындығынан немесе ν жиілігінен тәуелділігін айтады.

Заттың сыну көрсеткішінің толқын ұзындығына (λ) немесе жиіліктен (ν) тәуелділігі сызықты емес, яғни туынды, емес. Шыны үшін спектрдің көрінетін облысында , яғни сыну көрсеткіші толқын ұзындығының артуымен кемиді. Егер , болса дисперсия нормаль (қалыпты) деп аталады. Егер , болса аноман деп аталады. Мұндай тәуелділік 1-суретте көрсетілгіен (25-сурет). Мұнда сыну көрсеткішінің жарықтың жұтылу спектрінің жолағына яғни жұтылу коэффициентінің толқын λ ұзындығының тәуелділігі де (d=f(λ)) көрсетілген және ол заттың жарықты жұтуын анықтайды:

J=J0e-dx – Бургер – Ламберт заңы*

(1)

Мұнда J₀ және J – сәйкесті түрде жарықтың қалыңдығы Х зат қабатына енген кездегі және одан шыққан кездегі интенсивтілігі.

Жарықтың жұтылу заңын 1729 жылы француз физигі П.Бугер (1698 – 1758) ашты.1760 жылы неміс физигі И.Г.Ламберт (1728-1777) жарықтың жұтылу құбылысын тиянақты зерттеді. 1852 жылы неміс ғалымы А.Бер K ерітіндідегі заттың С концентрациясыныңжарықтың жұтылуына әсерін (d=KC, K- коэффициент) зерттеді. Сонымен қатар заттың жарықты жұтуымен бірге жарықтың әртүрлі бағыттардағы шашырауы да байқалады.

1 – сурет

Суреттен аномаль дисперсияның спектрдың толқын ұзындығы λ₁-ден λ₂-ге дейін облысында, яғни жарықтың жұтылу жолағы шекараларында. Толқын пакетінің U топтың жылдамдығының олардың ν фазалық жылдамдығымен байланыстыратын Рэлей формуласынан қалыпты дисперсия жағдайында тең болатындығы шығады. Егер орта дисперсияға ие болмаса ( онда тасқынның топтық жылдамдығы фазалық жылдамдығына тең болады яғни

Осылайша, n-нің λ-ден (немесе n-нің ν-ден) тәуелділігінің қисығында жарықтың жұтылу жолағы аймағында жарықтың нормаль және аномаль дисперсиясы облыстарын бөлуге болады (1-сурет):

, λ λ₁ және λ λ₂ кезде – нормаль дисперсия

, λ₁ λ λ₁ кезде – аномаль дисперсия

Жарықтың дисперсия құбылысы сыну заңына сай ақ жарық сындырушы иризманың көмегімен жеке құраушыларға (түстерге) жіктелуіне әкеліп соқтырады. Нәтижесінде иризмадан кейін экранда иризмалық немесе диспресиялық спектр пайда болады (2-сурет).

2– сурет

Монохромат емес жарық шоғының диспресия дәрежесі Δn орташа дисперсия деген шамамен сипатталады және ол сәулелер шоғының сынып қандай мөлшерде ажыратылады. Ол анықтама бойынша мына формуламен Δn=n_F-n_c есептеледі, мұндағы n_F және n_c сутегі атомының спектрінің көгілдір (F) және қызыл (c) сызықтарына сәйкесті ортаның сыну көрсеткіштері. Салыстырмалы дисперсия – ге тең, мұндағы n_D натрийдің сары сызығы (λ_D=589 км) үшін ортаның сыну көрсеткіші. Салыстырмалы дсиперсияға кері шама дисперсия оның аз көрсеткіші сәйкес келеді.

 

Дисперсияның элементар электрондық дисперсиясы

Жарықтық дисперсиясының классикалық теориясы өзінің бастауы электромагниттік толқындардың (жарықтық) заттың атомдарымен молекулаларының құрамына кіретін зарядталған бөлшектермен өзара әсерлесу жөніндегі мағлұматтардан алады.

Максвелл теориясына сай ортаның абсолют сыну көрсеткіші өрнегімен анықталады. Диа немесе парамегнетатер босын табылатын мөлдір орталар үшін магниттік өтімділік болады, сондықтан мұндай орталардың сыну көрсеткіші:

Бұдан көрінетіні n- нің толқын ұзындығынан немесе жиіліктен тәуелділігі ортаның диэлектрінің өтімділігі ε сыртқы электр өрісінің жиілігінен тәуелділігінің салдары болып табылады. Жарық толқындарының жиілігі шамамен 10¹⁵ Гц тең, яғни ол осьы үлкен. Олай болса, мұндай жиіліктер кезінде ортаның диэлектрінің өнімділігіне негізгі жарық толқынының электромагниттік өрісінің әсерінен атомдар мен молекулалардағы мәжбүр тербелістерді арқылы анықталатын заттың электрондық поляризациясы қосады. Осылайша, жарықтың дисперсия құбылысын түсіндіру үшін ε диэлектрінің өнімділігінің жиіліктен тәуелділігін теориялық негіздеу қажет. Сонда мына өрнектерді

ескеріп, тұрақты біртекті электр өрісіндегі диэлектрердің поляризациясын қарастырған кезде алынған диэлектриктігін өтімділік ε және n² үшін өрнектерді жазамыз.

; =1+ , (2)

Мұнда -электр тұрақтысы; P және Е заттың поляризация векторының және электр өрісінің кернеулік векторының күш сызықтарын параллель орналасқан Z осіне проекциялары.

Электрондық поляризация үшін поляризацияланғыштық P=n_ap_a (n_a – бірлік көлемдегі атомдар мен молекулалардың саны, яғни олардың ионденпроекциясы; p_a берілген t уақыт моментіндегі атомның немесе молекуланың енгізілген динольдік моментінің Z осіне проекция).

Заттың поляризациялануына, сыртқы, яғни көбірек қозғалғыш валенттік электрондар деп атайды. Бір электронды атомдар үшін (2-сурет) динольдік моменттік проекциясы p_a=-ez, онда поляризацияланғыштық P= n_ap_a=-en_az тең болады. (3). Мұнда е – электрон заряды; z=z(t) жырық толқынының Е(t) электр өрісінің әсерінен белгілі уақыт моментінде тепе – теңдік қалыптан ығысуы.

Олай болса, 2 және 3 өрнектерден

=1- (3) тең болады.

Оптикалық электронның тепе – теңдік қалыптан Z ығысу, яғни мәжбүр тербелістердің теңдеуін Ньютонның екінші заңының көмегімен алуға болады.

3-сурет.

Бір жағынан (3-сурет) электронға E=E₀cos(wt-kr+d₀) жарық толқынының электр өрісінің қоздырушы күші әсер етеді:

F_e=-eE=-eE₀cos(wt+d)

Мұнда Z ығысудың аз екендігі ескерілген, сондықтан атомның немесе молекуланың орналасқан нүктесіндегі толқынның бастапқы фазасы тең болады. Екінші жағынан, электронға Z ығысу пропорционал электронның атомның немесе молекуланың басқа бөлімдерімен өзара әсерлесудің квизисерпімді күш әсер етеді: F_cер =kz. Мұнда К коэффициенті оптикалық электронның меншікті тербелісінің w₀ жиілігімен байланысты (k=m_ew^z₀).

Кедергі жоқ кезде электронның мәжбүр тербелісінің дифференциалдық теңдеудің түрі мынадай болады.

(ma_z=F^z_e+F^z_сер):

(4)

Осы теңдеудің дербес шешімін, мысалы, векторлық диаграмманың көмегімен табуға болады:

Сөйтіп z үшін өрнекті 52-формулаға қойып, мына теңдеуді шығарып аламыз:

Резонанстық жиілікпен w=w₀ қашықта көптеген мөлдір заттар үшін 54-қатынастағы түбір астындағы екінші қосынды бірден көбірек кіші. Сондықтан ыдырауын пайдаланамыз және ортаның сыну көрсеткіші үшін жуық өрнекті жазамыз:

Алынған теориялық тәуелділік счемалық түрде 4-суретте келтірілген.

 

4 – сурет

Сонда w=w₀ кезінде n=f(w) функциясы +∞-тен +∞-ке дейінсекірмелі түрде өзгереді және ол физикалық мәнге ие емес және пайдаланылған механикалық модельдің салдары болып табылады. Онда кез келген механикалық қозғалыс кезінде кедергі күші бар екендігі ескерілген жоқ. Сондықтан, егер кедергі күшін F_кед.=-μυ 4-теңдеуге енгізсек, онда сыну көрсеткіші үшін өрнекті аламыз. Жарық толқындарының ортамен өзара әсерлескені кезінде энергиясының жұтылатындығы алдын ала ескерілген:

Сөйтіп, 54,a-формуладан w=w₀ тең болған кезде сыну көрсеткіші 1-ге тең (шексіз тәжірибеде бақыланбайтын үзінді байқалмайды) және n-нің w-ден тәуелділігі w жиіліктің үзіліссіз функциясы болып табылады (28,б-сурет). Ал, бұл бұрын келтірілген тәжірибе жүзінде бақыланған n(λ) тәуелділігіменсай келеді (1-суретті қара). Сонда n(w) және n(λ) тәуелділіктерін сәйкестендірген кезде w мен λ арасындағы өзара байланысты ескеру керек . Сондықтан, егер 1-суретте λ₁<λ₂ болса, онда оған сәйкесті жиіліктің мәні 4-суретте w₁>w₂ шартын қанағаттандырады.

 

2.Шешімі бар тапсырмалар.

А деңгей

1. Жер (топырақ), қағаз, ағаш, құм ылғал болса, неліктен олар қоңырлау болып көрінеді.

Жауабы: құрғақ материал беті бұлдырлау келеді

2. Неге денені призма арқылы қарағанда оның айналасында түсті қоршау болады?

Жауабы: манохраматтық кескіндерін береді

3. Бақылаушы шыны призма арқылы ақ қағаздағы қара сызықты бақылап отыр. Ол нені көрді?

Жауабы: спектрлік жолақтарды көреді

4. «Новгордтың бай көпесі бұл Садко,

Мұхиттың ең тереңінде бір сәтте,

Оянды да су астынан Күн көрді».

.Күн судың астын қыздырама?

Жауабы: жылу сәулелерді суда жұтады.

5. «Ол алыс кетіп, биік көтерілді. Кішкене бір әдемі жыланның тастан тасқа жүгіріп, тығылғанын көреді, оның терісітүрлі түстер шашып, күнге құбылады». Неге жыланның қабыршағы түрлі түске құбылады?

 

В деңгей

6. «Қараңғыда жарқ етіп шам жанғанда,

Жалт-жұлт еткен хризантема гүлінің

Сарғыш түсі көзден таса болған ба?...»

Сипатталған құбылысты түсіндіріңдер.

Жауабы: жасыл,сары, көк сәулелер

7. Егер жасыл әйнек арқылы қарасақ, қызыл түстер қандай болып көрінеді?

Жауабы: қара түс

8. Спектрдің көрінетін бөлігіндегі шеткі қызыл (λ=0,076мкм) және шеткі күлгін(λ=0,4мкм) сәулелерге тербелістің қандай жиіліктері сәйкес келеді.

Шешуі:

 

Жауабы: 390ТГц;750ТГц

9. 1 м кесіндіге жиілігі 600ТГц монохроматтық сәуле шығарудың қанша толқын ұзындығы салынады?

Шешуі:

 

Жауабы: 2*10⁶

10. Ауадағы толқын ұзындығы 0,7мкм қызыл жарықпен су жарықталынған. Судағы толқын ұзындығы қандай болады? Су астында көзін ашқан адам қандай түсті көреді?

Шешуі:

 

Жауабы: 0,53мкм,қызыл түс

 

С деңгей

 

11. Берілген жарық үшін судағы толқын ұзындығы 0,46мкм. Ауадағы толқын ұзындығы қандай?

Шешуі:

Жауабы: 0,6мкм

12. Егер қызыл әріптерге жасыл шыны арқылы қараса, олар қандай көрінеді?

Жауабы: қара

13. Призма арқылы үлкен ақ қабырғаға қарайды.Бұл қабырға спектр түстеріне бояла ма?

Жауабы: жоқ

14. Сыныптың қара тақтасына ақ қағаз жолағын көлденең (гортзанталь) жапсырған. Егер оған сындырушы қыры жоғары қаратылған призма арқылы қараса, ол жолақтың жоғары қаратылған призма арқылы қараса, ол жолақтың жоғарғы және төменгі жиектері қандай түске боялады?

Жауабы: жоғарғысы күлгін, төменгісі қызыл

15. Андромед жұлдызын суретке түсіргенде титан сызығы

( см) спектрдің күлгін шетіне қарай ығысатындығы табылды. Жермен салыстырғанда жұлдыз қалай қозғалады?

Шешуі: Спектр сызықтарының қысқа толқын жаққа қарай ығысуы, жұлдыздың біздерге қарай жақындайтындығын көрсетеді. Оның қозғалысының радиалды жылдамдығы (яғни жұлдыз бен Жерді қосатын сызықтың бойымен бағытталынған жылдамдық), мынадай қатынастан табылады км / сек.

 

з бетімен орындауға арналған есептер

А деңгей

1. Егер қызыл әріптерге жасыл шыны арқылы қараса, олар қандай көрінеді?

Жауабы: қара

2. Егер жасыл әйнек арқылы қарасақ, қызыл түстер қандай болып көрінеді?

Жауабы: қара түс

3. Шыныда (ауыр флинт) қызыл жарық үшін сыну көрсеткіші 1,6444-ке, ал күлгін жарық үшін 1,6852-ге тең. Түсу бұрышы 80˚ деп есептеп,шынының осы сортындағы сыну бұрыштарының айырымын табыңдар.

Жауабы: 1˚

4. Егер жасыл жарық фильтрін ( см) қызыл жарық фильтрімен ( см) алмастырсақ, Юнга тәжірибесіндегі экранда пайда болатын көршілес интерференциялық жолақтардың ара қашықтығы неше есе үлкейетін болады?

Жауабы:

5. Саңылауға толқын ұзындығы монохромат жарықтың параллель шоғы қалыпты түсіп тұр. Саңылаудың ені -ға тең. Жарықтың үшінші дифракциялық минимумы қандай бұрышпен байқалатын болады?

Жауабы: .

В деңгей

6. Егер екінші ретті спектрдегі қызыл сызықты ба йқау үшін көру трубасын коллиматордың осіне 30⁰ бұрышпен орналастыратын болсақ, онда дифракциялық решетканың тұрақтысы неге тең болады? Осы решетканың 1 см ұзындығына штрих санының қаншасы келеді? Решеткаға жарық қалыпты түседі.

Жауабы: м.

7. Егер сыныптың көк сызығы бірінші ретті спектрде 19⁰8^/ бұрыш арқылы көрінетін болса, онда дифракциялық решетканың 1 мм ұзындығына штрих саны қанша болады?

Жауабы:

8. Дифракциялық решеткаға жарық шоғы қалыпты түсіп тұр. Бірінші ретті спектрдегі натрий сызығы үшін табылған дифракция бұрышы 17⁰8^/ - ке тең. Екінші ретті спектрдегі кейбір сызықтар 24⁰12^/ - ке тең болатын дифракция бұрышын береді. Осы сызықтың толқын ұзындығы мен решетканың 1 мм – не келетін штрихтардың санын табу керек.

Жауабы:

9. Дифракциялық решеткаға разрядты трубкадан шыққан жарық шоғы қалыпты түседі. бағытта екі сызықтың максимумдары және дәл келуі үшін дифракциялық решетканың тұрақтысы неге тең болу керек?

Жауабы:

10. Дифракциялық решеткаға жарық шоғы қалыпты түсіп тұр. Гониометрді біршама бұрышқа бұрғанда көру өрісінде үшінші ретті спектрдегі сызығы көрінетін болады. Осы бұрышы арқылы көрінетін спектрдің шегінде - ге дейінгі) жатқан, толқын ұзындықтары сәйкес келетін, қандайда болмасын басқадай спектр сызықтары көрінер ме еді?

Жауабы:

С деңгей

11. Гелиймен толтырылған разрядтық трубкадан шыққан жарық шоғы дифракциялық решеткаға жарық шоғы қалыпты түсіп тұр. Екінші ретті спектрдегі гелийдің қызыл сызығы үшінші ретті спектрдің қай сызығына тура түседі?

Жаубы: - гелий спектрінің көк сызығы.

12. Гелиймен толтырылған разрядтық трубкадан шыққан жарық шоғы дифракциялық решеткаға жарық шоғы қалыпты түсіп тұр. Алдымен көру трубасы бірінші ретті спектрдегі орталық жолақтың екі жағындағы күлгін сызыққа қарай бағытталып қойылды. Нольдік бөліктен оң жаққа қарай лимбамен жүргізген есептеуге сәйкес 27⁰33^/ және 36⁰27^/ болатын нәтижелерді берді. Осыдан кейін көру трубасы бірінші ретті спектрдегі орталық жолақтың екі жағындағы қызыл сызыққа қарай бағытталып қойылды. Нольдік бөліктен оң жаққа қарай лимбамен жүргізген есептеуге сәйкес 23⁰54^/ және 40⁰6^/ болатын нәтижелерді берді. Гелий спектрінің қызыл сызығының толқын ұзындығын табу керек.

Жауабы:

13. Дифракциялық решетканың тұрақтысын 2 мкм – ге тең деп алып, натрийдің сары сызығындағы спектрдің ең үлкен реттік нөмірін табу керек.

Жауабы: .

14. Монохромат жарықтың шоғы дифракциялық решеткаға қалыпты түсіп тұр. Үшінші ретті максимум нормаль бағытына 36⁰48^/ бұрыш жасай бақыланады. Түскен жарықтың толқын ұзындығымен берілген решетканың тұрақтысын табу керек.

Жауабы: .

15. Алдыңғы есептегі дифракциялық решетканың беретін максимумы қанша болады?

Жауабы:

Орытынды

 

Бұл физикалық есептер шығару алгоритімі оқушылар мен студенттер үшін арналған білімдерін нығайтуларына көмектеседі. Теориялық материалдар негізгі анықтамалар мен формулаларға сүйеніп берілді. Оптика бөлімінің дисперсия тарауы бойынша шешімдері берілген есептер және өз бетімен орындауға тапсырмалар құрастырылған. Бұл оқушының немесе студенттің жеке бір тақырыпты жақсы түсінуіне қолайлы жағдай туғызады. Бұл физикалық есептер шығару алгоритімі оқушылар мен студенттерге физикалық білімдерін шыңдауда көмегі тиеріне сенім білдіремін.