О дифракции

on 06 March 2011.

 

(Невыполненные лабораторные работы).

 

Отклонение световых лучей от прямолинейного пути при прохождении вблизи краев экранов, отверстий называется дифракцией.

 

Автор выдвигает такие гипотезы:

1. Вещество экрана влияет на дифракцию.

2. Толщина экрана влияет на дифракцию.

3. Температура экрана влияет на дифракцию.

Крайние доказательства неоспоримы. Возьмите, например, длинную тонкую трубочку, покрытую изнутри веществом с малой работой выхода, впустите в нее ультрафиолет, и на выходе вообще не выйдет свет (вылетят электроны, если опыт в вакууме).

      Качество обработки поверхности, следовательно, тоже будет влиять на дифракцию (зеркально полирована поверхность или шероховата).

 

В самом экране (проще всего рассматривать трубочку, тогда эффекты вырастают до безобразия) от взаимодействия света со стенками и отражения будет многократно происходить интерференция волн под самыми различными углами. Предсказать поэтому, что будет на выходе, представляется проблематичным.

Кроме того, экран может и двигаться, например, вращаться (пусть отверстие будет центром оси вращения). Тогда и эффект Доплера наложится на дифракцию.

И уж совсем еретично звучит утверждение, что температура экрана будет влиять на дифракционную картину. Для доказательства тут же метнемся к веществам с малой работой выхода – ведь нагрев еще более уменьшит у них работу выхода, следовательно, облегчит вырывание электронов, следовательно, и для более длинных волн будет происходить фотоэффект. А даже если и не фотоэффект, то более глубокое взаимодействие с атомами экрана.

Ну а то, что электрически заряженный или имеющий собственное магнитное поле экран будут влиять на дифракцию, лучше, наверное, не вспоминать. Поля атомов (их взаимовлияние) на малых расстояниях на много порядков больше полей, которые может сегодня создать человечество.

Итак, необходимое оборудование.

1. Пластины из разнородных материалов одинаковой толщины с одинаковыми калиброванными отверстиями.

2. Пластины из разнородных материалов второй толщины с одинаковыми калиброванными отверстиями, идентичными первому набору.

3. Источник света (предпочтительно, лазер).

4. Нагреватель.

Когда лет 300 назад делали опыты при колеблющемся свете восковой церковной свечки, то вся надежда была на теорию. И она не подводила. Сейчас же интересно получить качественное отличие дифракции у разных веществ-экранов, а оно иногда может быть и незначительно. Поэтому необходим яркий свет. И, предпочтительно, монохроматичный. И когерентный, чтобы упростить формулы.

Печально, что отверстия не стоит делать очень малыми. Причина тому есть адсорбция некоторыми веществами газов воздуха на поверхности. Или отжигать пластины и опыт делать в вакууме (что крайне неудобно), или увеличивать отверстия, но отодвигать наблюдательный экран от отверстия. И яркий свет тогда просто необходим.

И пожелаем успеха экспериментаторам!