1) What changes occur in the observed pattern when the diameter of the hole decreases? What phenomenon is this related

Задача 1: Какие изменения происходят в наблюдаемом образце, когда диаметр отверстия уменьшается? К какому явлению это относится?

Когда диаметр отверстия уменьшается, происходит следующее:
1) Увеличивается угловое распределение света, проходящего через отверстие. Это значит, что свет распространяется под большими углами, создавая более широкую область светового пятна на экране.

2) Увеличивается дифракция света. Дифракция проявляется в способности света изгибаться вокруг преграды (в данном случае - отверстия). При уменьшении диаметра отверстия дифракция становится более заметной, так как величина преграды становится сравнимой с длиной волны света.

Одно из явлений, связанных с уменьшением диаметра отверстия, - это увеличение размера светового пятна на экране. Чем меньше диаметр отверстия, тем больше расплывается световое пятно.

Это явление называется дифракцией Фраунгофера. Дифракция Фраунгофера возникает при условии, что источник света находится на бесконечности, а плоскость наблюдения находится достаточно далеко от источника света. В таком случае, между источником света и плоскостью наблюдения имеет место параллельное установление пучка лучей. В результате дифракции Фраунгофера на плоскости наблюдения образуется дифракционная картина, в которой наблюдаются яркие и тёмные полосы.

Задача 2: Объясните явления, связанные с наблюдаемым образцом, где центральное яркое пятно разделено тёмными полосами на ряд ярких полос.

Наблюдаемая дифракционная картина, где центральное яркое пятно разделено тёмными полосами на ряд ярких полос, связана с интерференцией света.

Интерференция света - это явление, возникающее при совмещении двух или более световых волн. В данном случае, свет, проходящий через отверстие, распространяется как волна и встречается с самим собой на плоскости наблюдения. В результате взаимодействия световых волн происходит интерференция.

Центральное яркое пятно образуется благодаря интерференции конструктивной суммы световых волн, при которой разность хода между каждой парой волн составляет целое число длин волн. Темные полосы возникают при интерференции деструктивной разности хода, где разность хода между каждой парой волн составляет полуволну.

Таким образом, наблюдаемая дифракционная картина с ярким центральным пятном, разделённым тёмными полосами на ряд ярких полос, объясняется интерференцией света, где разность хода между волнами определяет яркость и положение полос.