Ю.А.БОРИСОВ,
НО «Поиск», СОШ № 6 , г. Волжск, Респ. Марий Эл.

bor1946@rambler.ru

Эффект двойного забора

В «Физике» № 18/2006 (с. 16) описаны опыты А.А.Сивкова по дифракции и интерференции света на сетках: «Поворачивая одну такую сетку относительно другой в проходящем свете, увидим устойчивую интерференционную картину», фото 1. Однако, на наш взгляд, картина от двух сеток не является интерференционной для света в строгом смысле этого слова*. Повторив этот опыт с сетками от комаров, мы увидели, что, если нити основы и утка одной сетки параллельны аналогичным нитям другой, то видны две системы продольных и поперечных тёмных и светлых полос, образующие квадраты (или четырёхугольники), фото 2. Эффект наблюдается, если смотреть через две любые сетки, например, через тюлевую занавеску и сетку от комаров или через складки тюлевой занавески. Главным признаком этого эффекта является то, что в белом свете наблюдаемая картина является чёрно-белой, а не окрашенной, как это должно быть при интерференции света. Как же объяснить наблюдаемый эффект? Упрощённой моделью этого эффекта являются два, стоящие один за другим забора, например, в садовых товариществах, или две расчёски, фото 3. Если свет от экрана, пройдя сквозь зазор между соседними зубьями первой расчески, попадает в зазор между соседними зубьями второй расчески, то образуется светлая полоса, а на сетчатке глаза и на ячеистом экране фотоаппарата – её изображение. Если же на пути пучка света после зазора между зубьями первой расчески встречаются зубья второй расчески, то свет не проходит – и тогда образуется тёмная полоса. Таким образом, нет наложения пучков света, значит, нет и интерференции света. Эффект сводится к образованию теней от двух предметов сложной формы. В результате получается чередование вертикальных тёмных и светлых полос. Можно получить такую картину и от одной расчёски, расположив её перед зеркалом. Вид узора зависит от формы ячейки (зазора) – при круглых ячейках, например, формируются узоры, представленные на фото 4.

Для демонстрации интерференции света и проведения лабораторной работы в 11-м классе целесообразно использовать отработанные методики с демонстрацией бипризмы Френеля, колец Ньютона, тонких мыльных плёнок, просветлённой оптики, двух стеклянных пластин. В последнем случае учащиеся всегда спрашивают: «Что мы должны увидеть?» – приходится сначала получить интерференционную картину, а затем пройти по классу и показать, что должно получиться. Чтобы сэкономить время урока, мы получили стабильную картину интерференции в тонкой плёнке путём склейки стёкол соком чеснока, фото 5. Склеенные таким способом стёкла передаём по рядам для наблюдения и последующего получения собственной интерференционной картины. Вот уже три года стёкла остаются склеенными, несмотря на необычность клея.

В исследованиях, особенно в получении экспериментальных данных, принимали активное участие учащиеся школы, члены НО «Поиск» Зверев А. и Беличенко В.

___________________________

*Всё зависит от того, что понимать под интерференцией. Если это эффект наложения волн, как это определяется в учебнике, то, действительно, картина от двух сеток не является интерференционной. Но если брать более широко – как принцип суперпозиции, т.е. эффект наложения двух (или более) состояний, например, чёрного и белого, то вполне можно назвать интерференционной. (Более строго это явление нужно было бы отнести к биениям.) Сетки можно рассматривать как модели световых волн. Конечно, учащимся следует указать на это. Заметим, что в квантовой механике рассматривается интерференция состояний как фазовая корреляция между базисными состояниями системы. – Ред.