Задание 3

Дифракция Френеля на круглом отверстии. Зоны Френеля

3.1. Экран находится на расстоянии 1,5 м от точечного источника монохроматического света, а диафрагма с круглым отверстием – на расстоянии 0,6 м от источника. При этом отверстие открывает для точки наблюдения в центре картины 2 зоны Френеля. Определите, на какое минимальное расстояние следует передвинуть диафрагму, чтобы в центре картины наблюдалось светлое пятно.

3.2. Расстояние между точечным источником монохроматического света с длиной волны 500 нм и экраном равно 1,5 м. Определите, на каком минимальном расстоянии а от источника необходимо поставить диафрагму с отверстием диаметром 0,75 мм, чтобы освещенность в центре экрана увеличилась в 4 раза.

3.3. Плоская световая волна ( = 500 нм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием радиусом 0,7 мм. Найдите расстояние между двумя наиболее удаленными от диафрагмы точками на оси отверстия, в которых наблюдаются минимумы интенсивности.

3.4. На диафрагму с круглым отверстием падает нормально параллельный пучок монохроматического света. Расстояние между диафрагмой и экраном равно 1,5 м. При этом для точки наблюдения в центре экрана открыто 4 зоны Френеля. Определите, как и на какую минимальную величину нужно изменить расстояние от диафрагмы до экрана, чтобы в этой точке образовалось светлое пятно.

3.5. Расстояние между точечным источником монохроматического света с длиной волны 405 нм и экраном составляет 0,5 м. Определите, на каком минимальном расстоянии от источника необходимо поместить диафрагму с круглым отверстием диаметром 0,36 мм, чтобы в центре экрана получить максимально возможную освещенность.

3.6. Плоская монохроматическая волна падает нормально на круглое отверстие в диафрагме. На расстоянии 9 м от нее находится экран, где наблюдается дифракционная картина. Диаметр отверстия уменьшили в 3 раза. Найдите новое расстояние от экрана до диафрагмы, при котором число открытых зон Френеля осталось прежним.

3.7. Найдите наименьший радиус круглого отверстия в диафрагме, чтобы при освещении ее плоской монохроматической волной в центре дифракционной картины на экране наблюдалось темное пятно. Известно, что радиус третьей зоны Френеля при таком расположении диафрагмы и экрана равен 2 мм.

3.8. На диафрагму с круглым отверстием диаметром 4 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света с длиной волны 500 нм. Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии 1 м от него. Найти количество зон Френеля, которые открывает отверстие. Определите, будет ли освещена точка наблюдения.

3.9. На непрозрачную преграду с круглым отверстием радиусом 1 мм падает плоская монохроматическая световая волна. Когда расстояние от преграды до установленного за ней экрана равно 0,575 м, в центре дифракционной картины наблюдается максимум интенсивности. При увеличении расстояния до значения 0,862 м максимум интенсивности сменяется минимумом. Определите длину волны света.

3.10. На круглое отверстие радиусом 2 мм падает плоская монохроматическая волна. Найдите длину волны, если для точки наблюдения угловой размер диаметра отверстия составляет 4 и отверстие открывает четыре зоны Френеля.