Что такое когерентные и некогерентные электромагнитные волны? Проведите аналогию с механическими волнами.
Что представляют собой когерентные источники в опыте Юнга?
В максимумах интерференционной картины от двух когерентных источников освещенность в 4 раза превышает освещенность от одного. Нет ли здесь нарушения закона сохранения энергии?
Ухудшится или нет четкость интерференционной картины в опыте Юнга, если точечные отверстия заменить длинными узкими параллельными щелями?
Примеры решения расчетных задач:
Задача 1.В опыте Юнга два когерентных источника S1 и S2 расположены на расстоянии d = 1 мм друг от друга. На расстоянии L = 1 м от источника помещается экран. Найдите расстояние между соседними интерференционными полосами вблизи середины экрана (точка А), если источники посылают свет длины волны λ = 600 нм.
Интерференционная картина на экране состоит из чередующихся темных и светлых полос, параллельных щелям S1 и S2. Интерференционная картина симметрична относительно центральной полосы, проходящей через точку А (рис. 1). Центральная полоса светлая, она соответствует разности хода Δ = 0.

В точках интерференционных максимумов оптическая разность хода
Δ=λ , где =0, 1, 2,... ; (1)
Условие интерференционных минимумов имеет вид:
 ; (2)
Предположим, что в точке В находится k-й максимум на расстоянии ykот центральной полосы. Ему соответствует разность хода Δ= r2 - r1= k λ .
Из треугольника S1BC видно, что  , а из треугольника S2BD видно, что  .
Из двух последних уравнений получим:
 .
Учтём , что  ;  . Тогда  , откуда:
 ; (3)
Используя для максимумов условие (1), получим:
 ;
где k = 1, 2, 3, … соответствуют интерференционным максимумам, расположенным выше точки А, а максимумам, расположенным ниже точки А, соответствуют k = -1, -2, -3, … Точке А соответствует центральный максимум (k = 0).
Используя условие интерференционных минимумов (2), можно найти их расстояния от центральной полосы по формуле (3):
 ;
Расстояние между соседними интерференционными максимумами (минимумами) называется шириной полосы и соответствует изменению k на единицу, то есть :
t₁ = 20°С
t₁ = 10 °C
t₃ = 0 °C
c₁ = 4200 Дж/(кг*°С)
λ = 3,3*10⁵ Дж/кг
N -?
Q₁ = c₁*m₁*(t₁ - t₂) - количество теплоты отданное водой
Q₂ = λ*m₂ - количество теплоты полученное для плавления льда массой m₂
Q₃ = c₁*m₂*(t₁ - t₃) - количество теплоты пошедшее на нагревание воды полученной из льда при 0 °С
Q₁ = Q₂ + Q₃
c₁*m₁*(t₁ - t₂) = λ*m₂ + c₁*m₂*(t₁ - t₃)
m₂*(λ + c₁*(t₁ - t₃)) = c₁*m₁*(t₁ - t₂)
m₂ = c₁*m₁*(t₁ - t₂) / (λ + c₁*(t₁ - t₃))
m₂ = 4200 Дж/(кг*°С)*0,100 кг*10 °С / (3,3*10⁵ Дж/кг + 4200 Дж/(кг*°С)*10 °С) = 4200 / 3,72*10⁵ = 1,13*10⁻² кг = 11,3*10⁻³ кг = 11,3 г
N = 11,3 г / 5 г = 2,26 кубика
Качественные задачи
Что такое когерентные и некогерентные электромагнитные волны? Проведите аналогию с механическими волнами.
Что представляют собой когерентные источники в опыте Юнга?
В максимумах интерференционной картины от двух когерентных источников освещенность в 4 раза превышает освещенность от одного. Нет ли здесь нарушения закона сохранения энергии?
Ухудшится или нет четкость интерференционной картины в опыте Юнга, если точечные отверстия заменить длинными узкими параллельными щелями?
Примеры решения расчетных задач:
Задача 1.В опыте Юнга два когерентных источника S1 и S2 расположены на расстоянии d = 1 мм друг от друга. На расстоянии L = 1 м от источника помещается экран. Найдите расстояние между соседними интерференционными полосами вблизи середины экрана (точка А), если источники посылают свет длины волны λ = 600 нм.
Интерференционная картина на экране состоит из чередующихся темных и светлых полос, параллельных щелям S1 и S2. Интерференционная картина симметрична относительно центральной полосы, проходящей через точку А (рис. 1). Центральная полоса светлая, она соответствует разности хода Δ = 0.

В точках интерференционных максимумов оптическая разность хода
Δ=λ , где =0, 1, 2,... ; (1)
Условие интерференционных минимумов имеет вид:
 ; (2)
Предположим, что в точке В находится k-й максимум на расстоянии ykот центральной полосы. Ему соответствует разность хода Δ= r2 - r1= k λ .
Из треугольника S1BC видно, что  , а из треугольника S2BD видно, что  .
Из двух последних уравнений получим:
 .
Учтём , что  ;  . Тогда  , откуда:
 ; (3)
Используя для максимумов условие (1), получим:
 ;
где k = 1, 2, 3, … соответствуют интерференционным максимумам, расположенным выше точки А, а максимумам, расположенным ниже точки А, соответствуют k = -1, -2, -3, … Точке А соответствует центральный максимум (k = 0).
Используя условие интерференционных минимумов (2), можно найти их расстояния от центральной полосы по формуле (3):
 ;
Расстояние между соседними интерференционными максимумами (минимумами) называется шириной полосы и соответствует изменению k на единицу, то есть :
 ;
Ширина темных и светлых полос одинакова.
 ;