Презентация по физике Дифракция света

Август 30, 2022

Главная
Физика
Презентация по физике Дифракция света

Содержание

2. §§ Распространение ЭМВ 02 При колебательном движении зарядов (периодическом изменении токов) происходит перемещение электрической и магнитной
3. 03 Возникшая волна, распространяясь от источника колебаний, охватывает все новые и новые области пространства. Поверхность, разделяющая
4. типы волновых фронтов (ВФ): 1) сферический ВФ (точечный источник) 2) цилиндрический ВФ (источник в виде нити)
5. §§ Интерференция света от двух точечных источников 05 Рассмотрим световое поле от двух когерентных монохроматических источников
6. 06
7. §§ Принцип Гюйгенса-Френеля процесс распространения волн в неоднородной среде. дифракция – носят название явлений дифракции. Явления,
8. 14 (совокупность поверхностей и диафрагм) Распространение света – волновой процесс. С помощью уравнений Максвелла можно решать
9. 15 Пусть в пространстве имеются источники S1, S2 ... Найдем поле в т.P за экраном с
10. 16 3) световое поле от поверхности S в точке P совпадает с полем реальных источников света
11. 17 Принцип Г.–Ф. позволяет определять форму волнового фронта в следующий момент времени как огибающую вторичных волн
12. Замечаниe 1: 18 из принципа Г.–Ф. следует закон отражения и преломления света Из принципа также следует
13. 19 препятствие на пути света перекрывает часть вторичных волн. Распределение поля за препятствием определяется как результат
14. 20 В точке наблюдения: Результирующее поле в т.P: – Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. «Теория поля», стр.
15. §§ Дифракция света на полубесконечном экране 21 падает ПЭМВ: A(x, y) = const область экрана: x
16. 22
17. §§ Дифракция света на бесконечной щели 23 Пусть A0 – амплитуда поля φ – угол дифракции
18. 24 Поле элемента dx, находящегося на расстоянии x от края щели: Суммарное поле от всей щели:
19. 25 Интенсивность света, дифрагирующего на угол φ:
20. φm – угол, под которым наблюдается минимум порядка m 26 направления на минимумы: или
21. Основные выводы: 27 т.к. sinφm ≤ 1, то наблюдается конечное число min (темных полос); 2) при
22. §§ Дифракция на квадратном отверстии 28
23. §§ Дифракция на круглом отверстии 29
24. §§ Дифракционная решетка 30 Расстояние между щелями d – называется постоянной (периодом) решетки. это совокупность большого
25. 31 Пусть щели – маленькие, тогда они являются источниками вторичных волн с цилиндрическим ВФ. – разность
26. 32 условие наблюдения главных дифракционных максимумов при дифракции на решетке – номер главного максимума Точное распределение
27. Распределения интенсивности 33
28. 34 Между главными максимумами располагаются: N–2 вторичных max N–1 вторичных min
29. §§ Дифракционная решетка как спектральный прибор Если в составе падающего излучения присутствуют две спектральные линии λ1
30. 36 спектр излучения ртутной лампы спектр излучения лампы накаливания
31. 37 Для λ1 = λ и λ2 = λ + δλ возможно перекрытие: Пример: тонкая структура
32. 38 В этом случае минимум составляет около 80% от значения в максимуме. δλ, соответствующее этому критерию,
34. Скачать презентацию

Слайд 2

§§ Распространение ЭМВ
02
При колебательном движении зарядов
(периодическом изменении токов)
происходит перемещение

электрической
и магнитной энергии от одних участков
поля к другим.

Пульсации энергии приобретают
характер волнового процесса.

Изменение вихревого ЭП приводит к
появлению вихревого МП (и наоборот).

Слайд 3

03
Возникшая волна, распространяясь от
источника колебаний, охватывает все
новые и новые области

пространства.

Поверхность, разделяющая частицы
среды,

Точки, колеблющиеся
в одинаковых фазах,
образуют волновые
поверхности.

участвующие и не участвующие
в колебательном движении,

называется волновым фронтом

Слайд 4

типы волновых фронтов (ВФ):
1) сферический ВФ
(точечный источник)
2) цилиндрический ВФ
(источник в виде

нити)

04

3) плоский ВФ

Слайд 5

§§ Интерференция света от двух точечных источников
05
Рассмотрим световое
поле от двух

когерентных
монохроматических
источников S1 и S2:

Слайд 6

06

Слайд 7

§§ Принцип Гюйгенса-Френеля
процесс распространения волн в неоднородной среде.
дифракция –
носят название

явлений дифракции.

Явления, которые наблюдаются как
отклонения от законов геом.оптики

Задача теории дифракции –

при данном расположении источников
и препятствий

определить поле во всем
пространстве

13

Слайд 8

14
(совокупность поверхностей и диафрагм)
Распространение света – волновой
процесс.
С помощью уравнений Максвелла
можно

решать задачи распространения света через любую оптическую систему

Часто пользуются приближенными методами решения задачи для границы между тенью и светом.

Рассмотрим один из таких методов
– принцип Гюйгенса–Френеля

Слайд 9

15
Пусть в пространстве
имеются источники
S1, S2 ...
Найдем поле в т.P

за экраном с
отверстием.

1) проведем произвольную поверхность
S, закрывающую отверстие и
ограниченную краями экрана.

Вычислим световое поле
в каждой точке этой поверхности

Слайд 10

16
3) световое поле от поверхности S
в точке P совпадает

с полем
реальных источников света S1, S2 ...

2) каждую точку (элемент поверхности)
S можно рассматривать как источник
вторичных волн, которые когерентны.

Слайд 11

17
Принцип Г.–Ф. позволяет определять
форму волнового фронта в следующий
момент времени
как огибающую

вторичных волн

Световой луч – линия, вдоль которой
распространяется свет.

В изотропной
среде лучи направлены по нормали к ВП

Слайд 12

Замечаниe 1:
18
из принципа Г.–Ф. следует закон
отражения и преломления света
Из принципа

также следует объяснение
прямолинейного распространения света

Замечаниe 2:

Волна, отделившаяся от источника,
ведет автономное существование,
не зависящее от наличия источников

Слайд 13

19
препятствие на пути света перекрывает
часть вторичных волн.
Распределение поля за препятствием
определяется

как результат сложения
волн от многих вторичных источников

Пусть A(x, y) –
амплитуда поля
источников S1, S2, …
в точке (x, y).

Тогда dS является источником вторичных волн с амплитудой A(x, y)·dS

Слайд 14

20
В точке наблюдения:
Результирующее поле в т.P:
– Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.

«Теория поля», стр. 199

Слайд 15

§§ Дифракция света на полубесконечном экране
21
падает ПЭМВ:
A(x, y) = const
область

экрана:
x > 0, z = 0

радиус-вектор –

Слайд 16

22

Слайд 17

§§ Дифракция света на бесконечной щели
23
Пусть
A0 – амплитуда поля
φ –

угол дифракции

b – ширина щели

λ – длина волны

Слайд 18

24
Поле элемента dx, находящегося
на расстоянии x от края щели:
Суммарное поле

от всей щели:

Слайд 19

25
Интенсивность света, дифрагирующего
на угол φ:

Слайд 20

φm – угол, под которым наблюдается
минимум порядка m
26
направления
на минимумы:
или

Слайд 21

Основные выводы:
27
т.к. sinφm ≤ 1, то наблюдается
конечное число

min (темных полос);

2) при b < λ минимумов на картинке нет,
а наблюдается плавное уменьшение
интенсивности к краям картины;

3) условие наблюдения max в явном
виде получить не удается.

Слайд 22

§§ Дифракция на квадратном отверстии
28

Слайд 23

§§ Дифракция на круглом отверстии
29

Слайд 24

§§ Дифракционная решетка
30
Расстояние между щелями d –
называется постоянной (периодом)

решетки.

это совокупность большого числа
одинаковых,

отстоящих друг от друга
на одно и то же расстояние щелей.

Пусть на решетку падает ПЭМВ
с длиной волны λ.

Слайд 25

31
Пусть щели – маленькие, тогда
они являются источниками вторичных волн с

цилиндрическим ВФ.

– разность хода между
вторичными волнами
от соседних щелей.

Слайд 26

32
условие наблюдения
главных дифракционных
максимумов при
дифракции на решетке
– номер главного

максимума

Точное распределение интенсивности
в дифракционной картине:

N – число линий (щелей) на диф.решетке

Слайд 27

Распределения интенсивности
33

Слайд 28

34
Между главными максимумами
располагаются:
N–2 вторичных max
N–1 вторичных min

Слайд 29

§§ Дифракционная решетка как спектральный прибор
Если в составе падающего излучения
присутствуют две

спектральные линии
λ1 и λ2,

35

то они дифрагируют на разные
углы – главные максимумы находятся
в разных местах (не перекрываются).

Слайд 30

36
спектр излучения
ртутной лампы
спектр излучения
лампы накаливания

Слайд 31

37
Для λ1 = λ и λ2 = λ + δλ возможно

перекрытие:

Пример: тонкая структура линий H:

Слайд 32

38
В этом случае минимум составляет
около 80% от значения в максимуме.
δλ,

соответствующее этому критерию, для каждого прибора принимает свое значение.

разрешающая сила
(способность)
спектрального прибора

Спектральные линии считаются
разрешенными, если середина одного
максимума совпадает с краем другого.

Критерий Рэлея