Оптика

Август 8, 2022

Содержание

3. Волны – процесс распространения колебаний в пространстве Поперечные Продольные Частицы среды колеблются вдоль направления распространения волны
4. Шкала электромагнитных волн
5. Световая волна Оптический диапазон: Инфракрасное излучение – 1 мм – 760 нм Видимое излучение – 760
8. Время τ для прохождения пути 1-2 равно В точке P первая волна возбудит колебания A1cos(ω(t-s1/v1)), вторая
9. Оптические явления Интерференция Возникающее в результате суперпозиции когерентных волн перераспределение интенсивности в пространстве – появление максимумов
10. Интерференция Амплитуда результирующего колебания где δ=α2-α1 – разность начальных фаз. В случае некогерентных волн В случае
11. В точке P первая волна возбудит колебания A1cos(ω(t-s1/v1)), вторая волна A2cos(ω(t-s2/v2)), где v1=с/n1 и v2=с/n2 –
13. Интерференция от тонких пластинок Принцип Гюйгенса: каждая точка, до которой доходят колебания в момент времени t,
14. Дифракция Дифракция – любые отклонения от прямолинейного распространения колебаний в среде с резкими неоднородностями (края экранов,
17. Выводы: 1). Амплитуды и интенсивности в точке P меняются неравномерно по мере увеличения радиуса отверстия. 2).
18. Дифракция Френеля от простейших преград Дифракционная картина от круглого отверстия будет выглядеть как чередующиеся светлые и
19. Если в отверстии укладывается 1 зона Френеля или ее часть, то интенсивность максимальна в центре картины
20. Дифракция от круглого диска Диск расположен так, чтобы он закрывал m зон Френеля В центре картины
21. Дифракция от прямолинейного края полуплоскости
22. Безразмерный параметр b2/lh (где b - ширина щели, l – расстояние от щели до экрана) позволяет
25. Скачать презентацию

Слайд 2

Слайд 3

Волны
– процесс распространения колебаний в пространстве
Поперечные Продольные
Частицы среды колеблются вдоль

направления
распространения волны
1). Звуковые волны
2). Упругие волны в жидких и газообразных средах

Частицы среды колеблются в направлениях, перпендикулярных к
направлению распространения волны
1). Электромагнитные волны
2). Колебания струны

Слайд 4

Шкала электромагнитных волн

Слайд 5

Световая волна
Оптический диапазон:
Инфракрасное излучение – 1 мм – 760 нм
Видимое излучение

– 760 нм – 400 нм
Ультрафиолетовое – 400 нм – 10 нм
Зеленый свет: 555 нм (наибольшая чувствительность к свету человеческого глаза)

Действия света (фотоэлектрическое, фотохимическое, физиологическое и т.д.) обусловлены колебаниями электрического вектора.

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Время τ для прохождения пути 1-2 равно

В точке P первая волна

возбудит колебания A1cos(ω(t-s1/v1)), вторая волна A2cos(ω(t-s2/v2)),
где v1=с/n1 и v2=с/n2 – фазовые скорости волн.

Слайд 9

Оптические явления
Интерференция
Возникающее в результате суперпозиции когерентных волн перераспределение интенсивности в

пространстве – появление максимумов и минимумов интенсивности

Дифракция
Любые отклонения от прямолинейного распространения колебаний в среде с резкими неоднородностями (края экранов, отверстия), которые приводят к огибанию волнами препятствий и проникновению в область геометрической тени.

Дисперсия
Явления, обусловленные зависимостью показателя преломления вещества от длины волны

Поляризация
Упорядочивание каким-либо образом направления колебания светового вектора E в волне

Слайд 10

Интерференция

Амплитуда результирующего колебания

где δ=α2-α1 – разность начальных фаз.
В случае некогерентных

волн

В случае когерентных волн

(cosδ=const во времени, но имеет свое значение для каждой точки пространства)

Слайд 11

В точке P первая волна возбудит колебания A1cos(ω(t-s1/v1)), вторая волна A2cos(ω(t-s2/v2)),

где v1=с/n1 и v2=с/n2 – фазовые скорости волн.

Слайд 12

Слайд 13

Интерференция от тонких пластинок

Принцип Гюйгенса: каждая точка, до которой доходят колебания

в момент времени t, становится источником вторичных волн, огибающая этих волн дает положение фронта волны в следующий момент времени.

Слайд 14

Дифракция
Дифракция – любые отклонения от прямолинейного распространения колебаний в среде с

резкими неоднородностями (края экранов, отверстия), которые приводят к огибанию волнами препятствий и проникновению в область геометрической тени.
Принцип Гюйгенса-Френеля
для определения амплитуды колебаний в точке P, лежащей перед некоторой поверхностью S, надо найти амплитуды колебаний, приходящих в эту точку от всех элементов dS поверхности S, а затем сложить их с учетом амплитуд и фаз.
Иначе – колебания в точке P создаются совокупностью источников вторичных волн, расположенных на поверхности отверстия.

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Выводы:
1). Амплитуды и интенсивности в точке P меняются неравномерно по мере

увеличения радиуса отверстия.
2). При открытии первой зоны Френеля амплитуда в точке P достигает максимума A=A1.
3). По мере открывания второй зоны интенсивность будет уменьшаться и при полностью открытых двух зонах уменьшится практически до нуля. Далее, при открытии третьей зоны, интенсивность будет снова расти и т.д.
4). То же самое будет наблюдаться, если вместо увеличения отверстия приближать к нему точку P.
5). Амплитуда колебаний при полностью открытой волной поверхности в 2 раза меньше, чем амплитуда при открытой 1-ой зоне Френеля, а интенсивность в 4 раза меньше.

Слайд 18

Дифракция Френеля от простейших преград
Дифракционная картина от круглого отверстия будет выглядеть

как чередующиеся светлые и темные концентрические кольца. В центре картины будет либо светлое пятно (m-нечетное), либо темное (m-четное).

Дифракция от круглого отверстия

Слайд 19

Если в отверстии укладывается 1 зона Френеля или ее часть, то

интенсивность максимальна в центре картины и монотонно убывает при удалении от центра.
Если в отверстии укладываются 2 зоны Френеля, то в центре возникает темное круглое пятно, а вокруг него светлое кольцо.
С увеличением числа m зон Френеля увеличивается и число светлых и темных колец.
Когда в отверстии укладывается большое число зон Френеля, то интенсивность вблизи центра картины оказывается практически равномерной, чередование узких светлых и темных колец наблюдается только у края геометрической тени.

Слайд 20

Дифракция от круглого диска
Диск расположен так, чтобы он закрывал m зон

Френеля

В центре картины при любом m (четном или нечетном) будет наблюдаться светлое пятно – пятно Пуассона.

Слайд 21

Дифракция от прямолинейного края полуплоскости

Слайд 22

Безразмерный параметр b2/lh (где b - ширина щели, l – расстояние

от щели до экрана) позволяет определить характер дифракции:
b2/lλ«1 – дифракция Фраунгофера
b2/lλ ~1 – дифракция Френеля
b2/lλ»1 – геометрическая оптика.

При дифракции Фраунгофера всегда образуется максимум освещенности, в отличии от дифракции Френеля

Слайд 23

Оптика

Содержание

Волны – процесс распространения колебаний в пространствеПоперечные ПродольныеЧастицы среды колеблются вдоль

Шкала электромагнитных волн

Световая волнаОптический диапазон:Инфракрасное излучение – 1 мм – 760 нмВидимое излучение

Время τ для прохождения пути 1-2 равно В точке P первая волна

Оптические явленияИнтерференция Возникающее в результате суперпозиции когерентных волн перераспределение интенсивности в

Интерференция Амплитуда результирующего колебания где δ=α2-α1 – разность начальных фаз.В случае некогерентных