Свет как электромагнитная волна, скорость света, интерференция и дифракция света: ЕГЭ по физике

Свет — это электромагнитная волна, распространяющаяся в вакууме со скоростью c ≈ 3·10^8 м/с. Волновые свойства света проявляются в интерференции (сложение когерентных волн) и дифракции (огибание препятствий). Эти явления подтверждают волновую природу света и описываются условиями максимумов и…

Что нужно знать

• Свет — электромагнитная волна с длиной волны λ (в вакууме) и частотой ν, связанными соотношением c = λν.
• Скорость света в вакууме c = 3·10^8 м/с (точно 299 792 458 м/с). В среде скорость v = c/n, где n — показатель преломления.
• Интерференция — наложение двух или более когерентных волн, при котором наблюдается устойчивое во времени пространственное распределение амплитуды (усиление или ослабление).
• Когерентность — согласованное протекание колебаний, разность фаз которых постоянна во времени. Для получения устойчивой интерференционной картины нужны когерентные источники.
• Условие максимума при интерференции: оптическая разность хода Δ = mλ (m = 0, ±1, ±2, ...). Условие минимума: Δ = (2m+1)λ/2.
• Дифракция — отклонение света от прямолинейного распространения при прохождении вблизи препятствий или через отверстия, проявляющееся в огибании препятствий и размытии границ тени.

Термины и понятия

• Свет: электромагнитная волна, воспринимаемая глазом; в более широком смысле — оптическое излучение.
• Когерентные волны: волны одинаковой частоты, разность фаз которых постоянна во времени.
• Интерференция света: явление наложения когерентных световых волн, приводящее к устойчивому пространственному перераспределению…
• Оптическая разность хода: величина Δ = n·Δr (или Δ = n2r2 – n1r1), учитывающая разность геометрических путей и показатели преломления сред…
• Дифракция света: совокупность явлений, обусловленных волновой природой света при его распространении вблизи резких неоднородностей (краёв…
• Дифракционная решётка: оптический прибор, представляющий собой периодическую структуру (например, систему параллельных щелей), используемый…
• Постоянная (период) дифракционной решётки d: расстояние между соседними щелями (или центрами соседних прозрачных участков); d = a + b, где…
• Дисперсия света: зависимость скорости света в среде (и показателя преломления) от частоты (длины волны) света.

Частые ошибки

• Путают условия максимума и минимума интерференции: максимум при Δ = mλ, минимум при Δ = (2m+1)λ/2.
• Забывают переводить единицы (нм → м, мкм → м) при подстановке в формулы.
• Считают, что интерференция возможна от любых двух источников; на самом деле нужны когерентные волны (одинаковая частота и постоянная разность фаз).
• Ошибочно полагают, что при дифракции на одной щели наблюдается такая же картина, как на решётке; для решётки главные максимумы описываются формулой d sinφ = mλ, а для одной щели — условием минимумов…

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Свет как электромагнитная волна, скорость света, интерференция и дифракция света» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Законы отражения и преломления света, полное внутреннее отражение, линзы, построение изображений, оптические приборы
• Дисперсия света, спектры, квантовые свойства света: фотоэффект, законы фотоэффекта, фотон

← Предыдущая тема: Электромагнитные колебания и волны: колебательный контур, переменный ток, трансформатор, шкала электромагнитных волн
Следующая тема: Законы отражения и преломления света, полное внутреннее отражение, линзы, построение изображений, оптические приборы

Все темы: ЕГЭ по физике