Home Exercise 8 - Diffraction and Interference

שאלה 1    interference by mirror
< 3_3603>



התאבכות על ידי מראה אופקית
מקלט ורמקול (משדר לכל הכיוונים) נמצאים אחד מול השני במרחק 20 מטר זה מזה. הרמקול משדר גל קול בתדירות \( f=440Hz \) מתחת להם, ישנו משטח מחזיר (כך שהוא במקביל לקו המחבר ביניהם) במרחק \( y \) שניתן לשנותו.
גל הקול שנפלט מהרמקול מגיע מצד אחד בצורה ישירה למקלט ומצד שני אחרי החזרה אחת מן המשטח אל המקלט. שני הגלים מתאבכים.
באילו מרחקים יהיה אות מקסימלי שנקלט במשדר? (להזכירכם מהירות הקול כ 340 מטר בשנייה )

התאבכות על ידי מראה אנכית
כעת מעבירים את המשטח המחזיר אל מרחק \( x \) מאחורי המקלט ישנו משטח מחזיר (כך שהוא בניצב לקו המחבר בין המקלט לרמקול)
גל הקול שנפלט מהרמקול מגיע מצד אחד בצורה ישירה למקלט ומצד שני מגיע אחרי החזרה אחת מן המשטח אל המקלט. (הגל עובר דרך המקלט, פוגע במשטח ומוחזר) שני הגלים מתאבכים.
מה צריך להיות \( x \) כך שיקלט אות מקסימלי?


שאלה 2    young's exp with glass
< 3_3604>

ניסוי יאנג בשני סדקים:
מבצעים ניסוי יאנג בשני סדקים שרוחבם זניח ו המרחק ביניהם הוא 0.16 מ"מ. הניסוי מבוצע ע"י לייזר אדום באורך גל של 650 ננומטר. מרחק המסך מהסדקים הוא 100 ס"מ.
א.יש למצוא את מיקומי 3 נקודות החושך והאור הראשונים ביחס לאנך המרכזי. מהו המרחק בין 2 נקודות חושך סמוכות? מהו המרחק בין 2 נקודות אור סמוכות
ב. מניחים זכוכית (מקדם שבירה 1.5) על הסדק העליון שעוביה 0.2 מיקרומטר. היכן יהיו הנקודות שמצאת בסעיף א כעת?

ניסוי יאנג בסדק יחיד: מבצעים ניסוי יאנג בסדק יחיד שרוחבו 0.5 מ"מ. הניסוי מבוצע ע"י לייזר אדום באורך גל של 650 ננומטר. מרחק המסך מהסדקים הוא 100 ס"מ.
ג. יש למצוא מהו רוחב הסדק המרכזי (המרחק בין 2 נקודות חושך סמוכות לאנך המרכזי)


שאלה 3    חבילת גלים
< 3_3607>

חבילת גלים (פולס קול) נכנסת לתוך תווך בו יחס הנפיצה הוא
\( \omega^2=\omega_0^2+k^2v_s^2 \)
כאשר \( \omega \) היא התדירות הזוויתית, k הוא וקטור הגל,
\( v_s=340\,m/s \)
הוא מהירות הקול ו- \( \omega_0 \) קבוע.
א) מצא/י את מהירות החבורה ומהירות הפאזה, ומצא/י את ערכו של \( \omega_0 \) כך שהפולס יישאר ממוקם. (כלומר המעטפת והגל שבתוכה ינועו ביחד, באותה מהירות)
ב) נתון כי פולס זהה נוסף נכנס לתוך התווך בזווית \( \theta=7^\circ \) כ- 0.5 msec לפני הפולס הראשון כמתואר באיור. בנוסף, ידוע כי ביציאה מהתווך שני הפולסים מתאבכים התאבכות הורסת. מהו אורך התווך המינימאלי אם נתון כי אורך הגל (המרכזי) של הפולס הוא \( \omega_0=4\, rad/s, \lambda=2\pi v_s/\omega_0 \)
pic