Test na Difrakce ve vlnové optice

Otázka 1: Při Frauenhoferově difrakci se zajímáme o rozložení intenzity na stínítku v nekonečnu.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Frauenhoferova difrakce je definována jako difrakce v dalekém poli, kde se zajímáme o rozložení intenzity na stínítku v nekonečnu (intenzita jako funkce směru).

Otázka 2: Závisí intenzita světla při difrakci na dvojštěrbině, s uvážením difrakčního jevu, na šířce jednotlivých štěrbin a na vzdálenosti středů těchto štěrbin?

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Kvantitativní vztah pro intenzitu světla při difrakci na dvojštěrbině s uvážením difrakčního jevu, I = I_max * (sin(...)/...)^2 * cos^2(...), obsahuje parametry šířky štěrbin (a) a vzdálenosti středů štěrbin (d). Z toho plyne, že intenzita na těchto hodnotách závisí.

Otázka 3: Které z následujících tvrzení nejlépe vystihuje podstatu difrakce světla podle studijních materiálů?

A. Je to ohyb světla, při kterém dochází ke změně přímočarého šíření a světlo proniká i za překážku do oblasti geometrického stínu.

B. Jedná se o jev, který se projevuje pouze u světelných vln, nikoliv u mechanických vln či vln hmoty.

C. Vždy dochází k výraznému rozšíření centrálního difrakčního maxima, když se šířka štěrbiny zvětšuje.

D. Projevuje se primárně u překážek, jejichž rozměry jsou mnohem větší než vlnová délka světla.

Vysvětlení: Dle studijních materiálů je difrakce popsána jako ohyb světla, změna přímočarého šíření světla, při kterém se světlo šíří i za překážku do oblasti geometrického stínu. Ostatní možnosti jsou v rozporu s poskytnutými informacemi: difrakce se projevuje u všech typů vln, se zvětšující se šířkou štěrbiny se zužuje centrální maximum a projevuje se u překážek, jejichž rozměry jsou srovnatelné s vlnovou délkou světla.

Otázka 4: Která z následujících charakteristik se vztahuje k Fresnelově difrakci?

A. Zkoumá rozložení intenzity na stínítku v konečné vzdálenosti od objektu.

B. Matematicky je popsána skládáním kulových vln.

C. Odehrává se v dalekém poli a výsledkem je intenzita jako funkce směru.

D. Experimentální uspořádání obvykle obsahuje jednoduché optické soustavy s malými vzdálenostmi mezi nimi.

Vysvětlení: Fresnelova difrakce se zabývá rozložením intenzity na stínítku v konečné vzdálenosti od objektu, tedy v tzv. blízkém poli. Pro její matematický popis se využívá skládání kulových vln a experimentální uspořádání zahrnuje jednoduché optické soustavy (zdroj, překážka, stínítko) s malými vzdálenostmi mezi nimi. Popis intenzity jako funkce směru v dalekém poli je charakteristický pro Frauenhoferovu difrakci.

Otázka 5: Čistě interferenční jev nastává, když se štěrbiny k sobě velmi přibližují.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Čistě interferenční jev nastává, když je velmi malá šířka štěrbin (a → 0). Když se štěrbiny k sobě velmi přibližují (d → 0), dochází k difrakci na jedné štěrbině.