Интерференция волн. Когерентные источники света. Интерференционный микроскоп. Дисперсия света. Лекция 2

Сентябрь 5, 2022

Главная
Физика
Интерференция волн. Когерентные источники света. Интерференционный микроскоп. Дисперсия света. Лекция 2

Содержание

2. Интерференция волн В 1801 г. англичанин Томас Юнг подтвердил волновую природу света и измерил длину световой
3. Интерференция волн Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих колебаний
4. Интерференция волн Результат сложения волн, приходящих в точку М, зависит от разности фаз между ними. ∆d=d1-d2
5. Волны от двух узких щелей распространяются по всем направлениям и достигают центра экрана в одинаковой фазе
6. Интерференция волн Но если один из лучей проходит еще половину длины волны (разность хода равна λ/2,
7. Интерференция волн В действительности расстояние Δ очень мало по сравнению с расстоянием до экрана l. Угол
8. Когерентные источники света Две щели в опыте Юнга ведут себя как вторичные источники волн, такие источники
9. Пример интерференции в тонких пленках
10. Интерференция при отражении При отражении световой волны от среды с большим показателем преломления фаза волны изменяется
12. Интерферометр Майкельсона Принцип действия основан на интерференции в тонкой пленке. Монохроматический свет от источника падает на
13. Дисперсия света Белый свет представляет собой смесь всех длин волн видимого диапазона. Падая на призму, волны
14. Дисперсия света Разложение белого цвета в полный спектр называют дисперсией
15. Поляризация света Понять поляризацию света помогает аналогия с механической волной бегущей по веревке. Волну можно возбудить
16. Поляризация света Если на пути волны поставить препятствие с вертикальной щелью то вертикально поляризованная волна пройдет
17. Поляризация света Если на пути таких волн поставить обе щели, то через них не сможет пройти
18. Поляризация света Световая вона является поперечной. Обычная лампа излучает неполяризованный свет, колебания вектора напряженности происходят в
19. Поляризация света Если световая вона плоскополяризованного света попадает на поляроид, ось которого образует угол φ с
20. Закон Малюса Так как интенсивность света пропорциональна квадрату его амплитуды, интенсивность поляризованного пучка, прошедшего через поляризатор
21. Поляроид анализатор Второй поляроид можно использовать в качестве анализатора для того чтобы установить в какой плоскости
22. Оптическая активность Было замечено что при прохождении плоскополяризованного света через кристаллы и растворы плоскость поляризации поворачивается
23. Поляризация при отражении Получить поляризованный свет можно отражением. Когда свет падает на поверхность под любым углом
25. Геометрическая оптика
26. Геометрическая оптика
27. Геометрическая оптика
28. Формула тонкой линзы
29. Ход лучей в микроскопе
30. Глаз человека имеет шарообразную форму. Диаметр глазного яблока около 2,5 см. Снаружи глаз покрыт плотной непрозрачной
31. Оптическая система глаза
32. Механизм работы оптической системы глаза Отраженные от предмета лучи света проходят через оптическую систему глаза и
33. Миопия – данное состояние часто называют близорукостью. Она возникает, когда параллельные лучи света, попадающие в глаз,
34. Гиперметропия Гиперметропия – это состояние обычно называют дальнозоркостью. Оно возникает тогда, когда параллельные лучи света, попадающие
36. Скачать презентацию

Слайд 2

Интерференция волн
В 1801 г. англичанин Томас Юнг подтвердил волновую природу света

и измерил длину световой волны. Свет от источника падал на узкую щель, а затем попадал на второй экран, в котором на близком расстоянии друг от друга были прорезаны еще две узкие щели. Вместо двух ярких линий на экране наблюдались интерференционные полосы, что было недопустимо в случае корпускулярной теории.

Слайд 3

Интерференция волн
Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени

распределение амплитуд результирующих колебаний называется интерференцией.

Слайд 4

Интерференция волн
Результат сложения волн, приходящих в точку М, зависит от разности

фаз между ними. ∆d=d1-d2 – разность хода

Слайд 5

Волны от двух узких щелей распространяются по всем направлениям и достигают

центра экрана в одинаковой фазе где образуется светлое пятно. Усиливающая интерференция возникает всякий раз когда разность хода для двух лучей равна целому числу волн.

Слайд 6

Интерференция волн
Но если один из лучей проходит еще половину длины волны

(разность хода равна λ/2, 3λ/2, 5λ/2 …. т.е. равна нечетному числу полуволн) волны придут на экран в противофазе возникнет ослабляющая (гасящая) интерференция и на экране образуется темное пятно.

Слайд 7

Интерференция волн
В действительности расстояние Δ очень мало по сравнению с расстоянием

до экрана l. Угол θ это угол который лучи образуют с горизонталью будет мал, из подобия треугольников, усиливающая интерференция наблюдается тогда когда Δ=dsinθ=mλ
где m= 0,1,2… целое число называется порядком интерференционной линии
Ослабляющая (гасящая) интерференция возникает когда Δ=dsinθ=(m+1/2)λ

Слайд 8

Когерентные источники света
Две щели в опыте Юнга ведут себя как вторичные

источники волн, такие источники называются когерентными, поскольку сдвиг фаз между испускаемыми ими волнами остается неизменным. Интерференционная картина наблюдается только для когерентных источников. Чтобы сдвиг фаз был постоянным волны должны иметь одинаковую частоту и длину волны. Когерентные волны можно получить разделив исходную волну на части, путем отражения или преломления. Если эти волны пройдут различные оптические пути и затем сложатся друг с другом возникнет интерференционная картина.

Слайд 9

Пример интерференции в тонких пленках

Слайд 10

Интерференция при отражении
При отражении световой волны от среды с большим показателем

преломления фаза волны изменяется на 180 градусов, при отражении света от среды с меньшим показателем преломления фаза волны не изменяется. В результате возникает ослабляющая гасящая интерференция. Этот факт подтверждается тем что, точка соприкосновения двух стекол в «Кольцах ньютона» в отраженном свете оказывается темной, так как разность хода в этой точке равна нулю, но воздушный зазор при очень малой толщине остается и лучи отражающиеся от верхней и нижней границ воздушного зазора оказываются в противофазе.

Слайд 11

Слайд 12

Интерферометр Майкельсона
Принцип действия основан на интерференции в тонкой пленке. Монохроматический свет

от источника падает на полупрозрачное посеребренное зеркало Р1, которое расщепляет пучок. Часть света направляется к неподвижному зеркалу S1 и отражается обратно попадая в глаз наблюдателю. Другая часть проходит зеркало Р1и падает на подвижное зеркало S2, также отражается от него обратно и тоже попадает в глаз наблюдателя. На пути первого пучка обычно размещают компенсатор Р2 в виде пластины из прозрачного стекла (его изготавливают из того же материала что и зеркало той же толщины с точностью до долей длины волны). Если пути волн были одинаковы наступала усиливающая интерференция и наблюдатель видел свет. Если подвижное зеркало S2 отодвинуть на расстояние λ/4, то второй пучок будет проходить расстояние на λ/2 больше (так расстояние λ/4 ему придется пройти туда и обратно) наступит ослабляющая интерференция и наблюдатель увидит темноту. Это позволяет очень точно измерять длины волн падающего света.

Слайд 13

Дисперсия света

Белый свет представляет собой смесь всех длин волн видимого

диапазона. Падая на призму, волны различной длины преломляются на различные углы. Так как показатель преломления больше для коротких волн, фиолетовый свет преломляется сильнее, а красный слабее.

Слайд 14

Дисперсия света
Разложение белого цвета в полный спектр называют дисперсией

Слайд 15

Поляризация света
Понять поляризацию света помогает аналогия с механической волной бегущей по

веревке. Волну можно возбудить в вертикальной или горизонтальной плоскости. Такая волна называется плоско поляризованной, колебания осуществляются в одной плоскости.

Слайд 16

Поляризация света
Если на пути волны поставить препятствие с вертикальной щелью то

вертикально поляризованная волна пройдет через него, а горизонтально поляризованная нет. Все наоборот будет для горизонтальной щели. Если на пути таких волн поставить обе щели, то через них не сможет пройти ни одна из поляризованных волн.

Слайд 17

Поляризация света
Если на пути таких волн поставить обе щели, то через

них не сможет пройти ни одна из поляризованных волн. Поляризация возможно только для поперечных волн.

Слайд 18

Поляризация света
Световая вона является поперечной. Обычная лампа излучает неполяризованный свет, колебания

вектора напряженности происходят в различных плоскостях. Поместив на пути такого света специальный кристалл который действует подобно набору параллельных щелей, он пропустит беспрепятственно свет в соответствующей плоскости и почти полностью поглотит свет в перпендикулярной плоскости. Соответствующее направление называется осью поляроида.

Слайд 19

Поляризация света
Если световая вона плоскополяризованного света попадает на поляроид, ось которого

образует угол φ с направлением поляризации, то после прохождения этого поляроида он будет поляризован в плоскости параллельной оси этого поляроида и иметь амплитуду ослабленную в cosφ раз. Таким образом через поляроид проходит только компонента поляризации вектора напряженности электрического поля параллельная его оси.

Слайд 20

Закон Малюса
Так как интенсивность света пропорциональна квадрату его амплитуды, интенсивность поляризованного

пучка, прошедшего через поляризатор определятся выражением:
I0/2=I0/2cos2φ
где φ угол между осью поляризатора и плоскостью поляризации падающей волны, I0 - интенсивность падающего света.

Слайд 21

Поляроид анализатор
Второй поляроид можно использовать в качестве анализатора для того чтобы

установить в какой плоскости поляризован свет. При его вращении интенсивность света будет максимальна когда его плоскость поляризации будет параллельна плоскости первого поляроида и минимальна когда она будет перпендикулярна его плоскости. Если интенсивность при определенной ориентации падает до нуля то такой свет полностью плоско поляризован, если снижается до определенного значения то свет частично поляризован.

Слайд 22

Оптическая активность
Было замечено что при прохождении плоскополяризованного света через кристаллы и

растворы плоскость поляризации поворачивается на некоторый угол. Например при прохождении через раствор сахара. Т.е. при взаимно перпендикулярном расположении плоскости поляроида и анализатора свет целиком не гасится. Однако если повернуть анализатор на некоторый угол, то он перестает полностью пропускать свет. Такие вещества называются оптически активными. Есть правовращающие (сахар, D- глюкоза), есть левовращающие (аминокислоты, белки)

Слайд 23

Поляризация при отражении
Получить поляризованный свет можно отражением. Когда свет падает на

поверхность под любым углом кроме прямого, отраженный луч оказывается плоскополяризованным преимущественно параллельно отражающей поверхности. Степень поляризации отраженного пучка зависит от угла падения. При падении под углом большим θ отраженный свет будет полностью поляризованным. Угол полной поляризации света связан с показателями преломления двух сред следующим соотношением:
tg θ = n2/n1
где n1- показатель преломления среды в которой распространяется луч,
n2- показатель преломления отражающей среды.
Угол поляризации называют углом Брюстера. Если свет распространяется в воздухе то n1=1 и tg θ = n2 есть закон Брюстера.

Слайд 24

Слайд 25

Геометрическая оптика

Слайд 26

Геометрическая оптика

Слайд 27

Геометрическая оптика

Слайд 28

Формула тонкой линзы

Слайд 29

Ход лучей в микроскопе

Слайд 30

Глаз человека имеет шарообразную форму. Диаметр глазного яблока около 2,5 см.

Снаружи глаз покрыт плотной непрозрачной оболочкой — склерой. Передняя часть склеры переходит в прозрачную роговую оболочку – роговицу, которая действует как собирающая линза и обеспечивает 75 % способности глаза преломлять свет.

Слайд 31

Оптическая система глаза

Слайд 32

Механизм работы оптической
системы глаза
Отраженные от предмета лучи света проходят через

оптическую систему глаза и создают обратное и уменьшенное изображение на сетчатке (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое).

Слайд 33

Миопия – данное состояние часто называют близорукостью. Она возникает, когда параллельные

лучи света, попадающие в глаз, фокусируются перед сетчаткой. Для получения четкого изображения перед роговицей необходимо поместить вогнутую корригирующую линзу.

Миопия

Слайд 34

Гиперметропия
Гиперметропия – это состояние обычно называют дальнозоркостью. Оно возникает тогда, когда

параллельные лучи света, попадающие в глаз, фокусируются за сетчаткой. Для того чтобы добиться четкого изображения при этом заболевании, требуется выпуклая увеличительная линза.

Интерференция волн. Когерентные источники света. Интерференционный микроскоп. Дисперсия света. Лекция 2

Содержание

Интерференция волнВ 1801 г. англичанин Томас Юнг подтвердил волновую природу света

Интерференция волнСложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени

Интерференция волнРезультат сложения волн, приходящих в точку М, зависит от разности

Волны от двух узких щелей распространяются по всем направлениям и достигают

Интерференция волнНо если один из лучей проходит еще половину длины волны

Интерференция волнВ действительности расстояние Δ очень мало по сравнению с расстоянием

Когерентные источники светаДве щели в опыте Юнга ведут себя как вторичные

Пример интерференции в тонких пленках

Интерференция при отраженииПри отражении световой волны от среды с большим показателем

Интерферометр МайкельсонаПринцип действия основан на интерференции в тонкой пленке. Монохроматический свет

Дисперсия света Белый свет представляет собой смесь всех длин волн видимого

Дисперсия светаРазложение белого цвета в полный спектр называют дисперсией

Поляризация светаПонять поляризацию света помогает аналогия с механической волной бегущей по

Поляризация светаЕсли на пути волны поставить препятствие с вертикальной щелью то

Поляризация светаЕсли на пути таких волн поставить обе щели, то через

Поляризация светаСветовая вона является поперечной. Обычная лампа излучает неполяризованный свет, колебания

Поляризация светаЕсли световая вона плоскополяризованного света попадает на поляроид, ось которого

Закон МалюсаТак как интенсивность света пропорциональна квадрату его амплитуды, интенсивность поляризованного

Поляроид анализаторВторой поляроид можно использовать в качестве анализатора для того чтобы

Оптическая активностьБыло замечено что при прохождении плоскополяризованного света через кристаллы и

Поляризация при отраженииПолучить поляризованный свет можно отражением. Когда свет падает на

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика

Геометрическая оптика

Формула тонкой линзы

Ход лучей в микроскопе

Глаз человека имеет шарообразную форму. Диаметр глазного яблока около 2,5 см.

Оптическая система глаза

Механизм работы оптической системы глазаОтраженные от предмета лучи света проходят через

Миопия – данное состояние часто называют близорукостью. Она возникает, когда параллельные

ГиперметропияГиперметропия – это состояние обычно называют дальнозоркостью. Оно возникает тогда, когда

Похожие презентации

Интерференция волн
В 1801 г. англичанин Томас Юнг подтвердил волновую природу света

Интерференция волн
Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени

Интерференция волн
Результат сложения волн, приходящих в точку М, зависит от разности

Интерференция волн
Но если один из лучей проходит еще половину длины волны

Интерференция волн
В действительности расстояние Δ очень мало по сравнению с расстоянием

Когерентные источники света
Две щели в опыте Юнга ведут себя как вторичные

Интерференция при отражении
При отражении световой волны от среды с большим показателем

Интерферометр Майкельсона
Принцип действия основан на интерференции в тонкой пленке. Монохроматический свет

Дисперсия света

Белый свет представляет собой смесь всех длин волн видимого

Дисперсия света
Разложение белого цвета в полный спектр называют дисперсией

Поляризация света
Понять поляризацию света помогает аналогия с механической волной бегущей по

Поляризация света
Если на пути волны поставить препятствие с вертикальной щелью то

Поляризация света
Если на пути таких волн поставить обе щели, то через

Поляризация света
Световая вона является поперечной. Обычная лампа излучает неполяризованный свет, колебания

Поляризация света
Если световая вона плоскополяризованного света попадает на поляроид, ось которого

Закон Малюса
Так как интенсивность света пропорциональна квадрату его амплитуды, интенсивность поляризованного

Поляроид анализатор
Второй поляроид можно использовать в качестве анализатора для того чтобы

Оптическая активность
Было замечено что при прохождении плоскополяризованного света через кристаллы и

Поляризация при отражении
Получить поляризованный свет можно отражением. Когда свет падает на

Механизм работы оптической
системы глаза
Отраженные от предмета лучи света проходят через

Гиперметропия
Гиперметропия – это состояние обычно называют дальнозоркостью. Оно возникает тогда, когда