Дифракция света. Волновая оптика

Содержание

Слайд 2

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА 1 Дифракция световых волн 2 Условие дифракции 3.Теория дифракции

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

1 Дифракция световых волн
2 Условие дифракции

3.Теория дифракции

4. Следствия

теории дифракции

Применение дифракции

Слайд 3

« Свет обойдёт препятствия, чтобы снова стремиться по кратчайшему пути» А. Гитович

« Свет обойдёт препятствия, чтобы снова стремиться по кратчайшему пути»

А. Гитович
Слайд 4

ЗАДАЧИ 1.ПОЧЕМУ МОЖНО СЛЫШАТЬ СИГНАЛ АВТОМОБИЛЯ ЗА УГЛОМ ЗДАНИЯ, КОГДА САМОЙ

ЗАДАЧИ

1.ПОЧЕМУ МОЖНО СЛЫШАТЬ СИГНАЛ АВТОМОБИЛЯ ЗА УГЛОМ ЗДАНИЯ, КОГДА САМОЙ МАШИНЫ

НЕ ВИДНО?
2. ПОЧЕМУ МЫ КРИЧИМ В ЛЕСУ, ЧТОБЫ НЕ ПОТЕРЯТЬ СВОИХ ДРУЗЕЙ?
Слайд 5

Ответы Когда размеры препятствий малы, волны, огибая края препятствий, смыкаются за

Ответы

Когда размеры препятствий малы, волны, огибая края препятствий, смыкаются за ними.

Способность огибать препятствия обладают звуковые волны
Слайд 6

– явление огибания световыми волнами препятствий, проникновение в область геометрической тени.

– явление огибания световыми волнами препятствий, проникновение в область геометрической

тени.

1665 г. – Ф. Гримальди (Италия) –
открытие явления

1668 г. – И. Ньютон (Англия) –
исследование спектра дифракции

1672 г. – Р.Гук(Англия) –
описание явления

1816 г. – Ж. Френель(Франция) –
теория дифракции

1802г. – Т. Юнг (Англия) –
условия наблюдения, измерениеλсв

1 Дифракция световых волн -

Слайд 7

Гримальди Франческо Мария (1618 - 1663) (ИТАЛИЯ) Родился 2 апреля 1618

Гримальди Франческо Мария (1618 - 1663) (ИТАЛИЯ)
Родился 2 апреля 1618 в

БолоньеРодился 2 апреля 1618 в Болонье. 18 марта 1632 вступил в орден иезуитов, в течение 1637-45 гг. изучал философию, риторику, теологию, в 1647 г. получил степень доктора философии, в 1651 г. принял сан священника.
Преподавал в болонской Коллегии иезуитов сначала философию, затем, вследствие споров с собратьями по обществу Иисуса, был отстранён от преподавания философии и преподавал математику.
Открыл дифракцию света (работа опубликована в 1665 г.).
Совместно с Дж. Б. Риччиоли составил карту Луны и ввёл название лунных образований, употребляющиеся по сей день.
Слайд 8

Ро́берт Гук (Англия)(1635-1703) К числу открытий Гука принадлежат: открытие пропорциональности между

Ро́берт Гук (Англия)(1635-1703) 

К числу открытий Гука принадлежат:
открытие пропорциональности между упругими

растяжениями и производящими их напряжениями ,
правильная формулировка закона всемирного тяготения,
открытие цветов тонких пластинок ( интерференция света),
идея о волнообразном распространении света ,
гипотеза о поперечном характере световых волн,
открытия в акустике: связь высота звука и частоты колебаний,
теоретическое положение о сущности теплоты как движения частиц тела,
открытие постоянства температуры таяния льда и кипения воды,
живая клетка (с помощью усовершенствованного им микроскопа; Гуку же принадлежит сам термин "клетка" - англ. cell),
непосредственное доказательство вращения Земли вокруг Солнца (во второй половине 1669 г.)
Слайд 9

"Свет распространяется или рассеивается не только прямолинейно, отражением и преломлением, но

"Свет распространяется или рассеивается не только прямолинейно, отражением и преломлением, но и также

четвертям способом - дифракцией" (Ф.Гримальди 1665г.)


Первое качественное объяснение явления дифракции на основе волновых представлений было дано английским ученым Т. Юнгом.

Слайд 10

ОПЫТ Т. ЮНГА Свет от Солнца падал на экран с узкой

ОПЫТ Т. ЮНГА

Свет от Солнца падал на экран с узкой

щелью S.Прошедшая через щель световая волна затем падала на второй экран уже с двумя щелями S1 и S2. Когда в область перекрытия световых волн, идущих от S1 и S2 помещался третий экран, то на нем появлялись параллельные интерференционные полосы, содержащие (по словам Юнга) «красивое разнообразие оттенков, постепенно переходящие один в другой». Именно с помощью этого опыта Юнг смог измерить длины волн световых лучей разного цвета.
Слайд 11

2 Условия дифракции: – длина волны света – диаметр отверстия

2 Условия дифракции:

– длина волны света

– диаметр отверстия

Слайд 12

Волновая поверхность - геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе. Волновой

Волновая поверхность - геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе.
Волновой

фронт - поверхность, до которой дошли колебания к данному моменту времени.

ПЛОСКАЯ ВОЛНА

СФЕРИЧЕСКАЯ ВОЛНА

ВОЛНОВОЙ
ФРОНТ

ЛУЧ


Слайд 13

Слайд 14

ХРИСТИАН ГЮЙГЕНС (1629-1695) 1657г. 1665г.

ХРИСТИАН ГЮЙГЕНС (1629-1695)

1657г.

1665г.

Слайд 15

ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА: Каждая точка среды, до которой дошло возмущение сама становится

ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА:

Каждая точка среды, до которой дошло возмущение сама становится источником

вторичных волн, огибающая которых является положением волнового фронта в любой момент времени.
Слайд 16

S каждая точка среды, которой достиг фронт волны в момент времени

S

каждая точка среды, которой достиг фронт волны в момент времени t,

становится источником вторичных сферических волн. Новое положение волнового фронта через промежуток времени Δt определяется огибающей вторичных волн в момент времени (t + Δt).

Принцип Гюйгенса:

3. Теория дифракции :

Слайд 17

Огюстен Жан Френель каждая точка фронта волны является источником вторичных сферических

Огюстен Жан Френель

каждая точка фронта волны является источником вторичных сферических когерентных

волн. При этом новый фронт волны образуется за счет интерференции вторичных волн.

Принцип
Гюйгенса-Френеля:

3. Теория дифракции :

Слайд 18

3. Теория дифракции : ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА – ФРЕНЕЛЯ: Дифракционная картина является

3. Теория дифракции :

ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА – ФРЕНЕЛЯ:

Дифракционная картина является результатом

интерференции вторичных волн
вторичные источники являются когерентными
Слайд 19

разрешающая способность оптических приборов (микроскопов, телескопов) прямолинейность распространения света (метод зон

разрешающая способность оптических приборов
(микроскопов, телескопов)

прямолинейность распространения света
(метод зон Френеля)

границы

применимости геометрической оптики:

4. Следствия теории дифракции:

Слайд 20

расчет дифракционных картин от различных препятствий: круглое отверстие

расчет дифракционных картин от различных препятствий:

круглое отверстие

Слайд 21

расчет дифракционных картин от различных препятствий: круглый экран

расчет дифракционных картин от различных препятствий:

круглый экран

Слайд 22

1 3 4 2 5 Пятно Араго-Пуассона

1

3

4

2

5

Пятно
Араго-Пуассона

Слайд 23

расчет дифракционных картин от различных препятствий: щель

расчет дифракционных картин от различных препятствий:

щель

Слайд 24

Проявление дифракции

Проявление дифракции