Волновая оптика. Интерференция волн от двух точечных источников

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Волновая оптика. Интерференция волн от двух точечных источников

Содержание

2. Оглавление Интерференция механических волн Интерференция света Дифракция механических волн Дифракция света Дифракционная решетка Поляризация света Дисперсия
3. Интерференция волн от двух точечных источников Интерференцией называют явление изменения амплитуды результирующих колебаний в результате сложения
4. Интерференция света Интерференция света - явление наложения друг на друга световых волн от когерентных источников. Когерентные
5. Интерференция в тонких пленках Интерференция в тонких плёнках наблюдается в случае, когда на плоскопараллельный слой толщины
6. Кольца Ньютона Кольцами Ньютона называется интерференционная картина, которая образуется в простейшем случае на плоско-выпуклой линзе, соприкасающейся
7. Кольца Ньютона (зависимость радиуса колец от длины световой волны и радиуса кривизны линзы)
8. Дифракция механических волн Дифракцией называется явление огибания волнами препятствий. Дифракцию можно наблюдать для любых волн: электромагнитных
9. Дифракция света Äèôðàêöèåé ñâåòà íàçûâàåòñÿ ÿâëåíèå îòêëîíåíèÿ ñâåòà îò ïðÿìîëèíåéíîãî íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðè ïðîõîæäåíèè ó êðàÿ
10. Красочные проявления дифракции света.
11. Опыт Юнга Дифракция световых волн обуславливает отклонение от закона прямолинейного распространения света. Она объясняется на основе
12. Дифракционная решетка Ïðîñòåéøàÿ äèôðàêöèîííàÿ ðåøåòêà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó óçêèõ ïàðàëëåëüíûõ ùåëåé, ðàñïîëîæåííûõ íà îäèíàêîâîì ðàññòîÿíèè äðóã
13. Дифракция на различных препятствиях
14. Дифракция на двух щелях. Когда ширина каждой щели b изменяется, а расстояние между щелями d остается
15. Поляризация света Поляризация света - совокупность явлений волновой оптики, в которых проявляется поперечность световых волн. Электромагнитная
16. : Существуют различные оптические устройства, с помощью которых неполяризованный свет можно превратить в поляризованный (например-кристалл турмалина).Таким
17. Линейная поляризация
18. Земная атмосфера сильнее всего рассеивает синюю составляющую солнечного излучения, пропуская желтую и красную, поэтому дневной свет
19. Дисперсия света Дисперсией света называют зависимость показателя преломления света от его длины волны (или частоты) Дисперсия
21. Скачать презентацию

Слайд 2

Оглавление
Интерференция механических волн
Интерференция света
Дифракция механических волн
Дифракция света
Дифракционная решетка
Поляризация света
Дисперсия света

Слайд 3

Интерференция волн от двух точечных источников
Интерференцией называют явление изменения амплитуды результирующих

колебаний в результате сложения двух или нескольких волн от когерентных источников
Условие max :
Условие min :
(где к - целое число, ∆d- разность хода)

Слайд 4

Интерференция света
Интерференция света - явление наложения друг на друга световых волн

от когерентных источников. Когерентные источники - источники, создающие колебания с равными частотами и не изменяющейся со временем разностью фаз.
Интерференцию света можно наблюдать, если два луча от одного источника S(так как эти лучи от одного источника, то их можно считать когерентными), помещённого в фокусе линзы, пройдут разные оптические пути. Для этого можно на пути одного из лучей поместить, стекло(или что-нибудь иное). В точке M на рисунке лучи имеют оптическую разность хода d=nd-d=d(n-1).

Слайд 5

Интерференция в тонких пленках
Интерференция в тонких плёнках наблюдается в случае, когда

на плоскопараллельный слой толщины d падает пучок лучей. В точке C отражённый луч 2` и луч 1``,преломившийся в стекле, имеют оптическую разность хода
d=(AD+DC)n-BC.
Интерференционная картина подобного типа наблюдается при отражении света от тонкой мыльной плёнки.

Слайд 6

Кольца Ньютона
Кольцами Ньютона называется интерференционная картина, которая образуется в простейшем случае

на плоско-выпуклой линзе, соприкасающейся в точке O c плоскопараллельной пластиной. Луч 1, дважды прошедший воздушный зазор, в точке C интерферирует с лучом 2. Интерференционная картина имеет вид светлых и тёмных колец, поскольку все точки кольца с радиусом r имеют одинаковую оптическую разность хода и дают либо усиление, либо ослабление света. Радиусы светлых колец Ньютона:
Радиусы тёмных колец Ньютона:

Слайд 7

Кольца Ньютона (зависимость радиуса колец от длины световой волны и радиуса кривизны

линзы)

Слайд 8

Дифракция механических волн
Дифракцией называется явление огибания волнами препятствий.
Дифракцию можно наблюдать

для любых волн: электромагнитных (в том числе световых), упругих (звуковых), волн на поверхности воды. Наиболее заметно дифракция проявляется в условиях, когда размер препятствия соизмерим с длиной волны. Именно поэтому явление дифракции нагляднее всего демонстрируется с помощью волн на поверхности воды, которые имеют размер, заметный невооруженным глазом.

Слайд 9

Дифракция света
Äèôðàêöèåé ñâåòà íàçûâàåòñÿ ÿâëåíèå îòêëîíåíèÿ ñâåòà îò ïðÿìîëèíåéíîãî íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ

ïðè ïðîõîæäåíèè ó êðàÿ ïðåïÿòñòâèÿ. Åñëè íà ïóòè ïàðàëëåëüíîãî ñâåòîâîãî ïó÷êà ðàñïîëîæåíî êðóãëîå ïðåïÿòñòâèå (êðóãëûé äèñê, øàðèê èëè êðóãëîå îòâåðñòèå â íåïðîçðà÷íîì ýêðàíå), òî íà ýêðàíå, ðàñïîëîæåííîì íà äîñòàòî÷íî áîëüøîì ðàññòîÿíèè ïîÿâëÿåòñÿ ñèñòåìà ÷åðåäóþùèõñÿ ñâåòëûõ è òåìíûõ êîëåö. Åñëè ïðåïÿòñòâèå èìååò ëèíåéíûé õàðàêòåð (ùåëü, íèòü, êðàé ýêðàíà), òî íà ýêðàíå ïîÿâëÿåòñÿ ñèñòåìà ïàðàëëåëüíûõ äèôðàêöèîííûõ ïîëîñ.
Òåîðèÿ äèôðàêöèîííûõ ÿâëåíèé áûëà ñîçäàíà ôðàíöóçñêèì ôèçèêîì Ôðåíåëåì â 1818 ã. íà îñíîâå âîëíîâûõ ïðåäñòàâëåíèé. Ôðåíåëü äîïîëíèë ïðèíöèï Ãþéãåíñà èäååé îá èíòåðôåðåíöèè âòîðè÷íûõ âîëí. Ýòî ïîçâîëèëî âûïîëíèòü ðàñ÷åò äèôðàêöèîííûõ êàðòèí îò ðàçëè÷íûõ ïðîñòûõ ïðåïÿòñòâèé.

Слайд 10

Красочные проявления дифракции света.

Слайд 11

Опыт Юнга
Дифракция световых волн обуславливает отклонение от закона прямолинейного распространения

света.
Она объясняется на основе волновой теории света. Согласно принципу Гюйгенса-Френеля каждую точку волнового фронта можно рассматривать как точечный источник вторичных световых волн, которые распространяются по различным направлениям и проникают, таким образом, в область геометрической тени. Вторичные волны когерентны и за препятствием интерферируют.
Опыт Юнга подтверждает это.

Слайд 12

Дифракционная решетка
Ïðîñòåéøàÿ äèôðàêöèîííàÿ ðåøåòêà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó óçêèõ ïàðàëëåëüíûõ ùåëåé, ðàñïîëîæåííûõ

íà îäèíàêîâîì ðàññòîÿíèè äðóã îò äðóãà.
Åñëè íà ðåøåòêó íîðìàëüíî ïàäàåò ìîíîõðîìàòè÷åñêèé ïó÷îê ñâåòà, òî ïîñëå ðåøåòêè ñâåò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ïî íåñêîëüêèì íàïðàâëåíèÿì. Åñëè çà ðåøåòêîé ïîñòàâèòü ñîáèðàþùóþ ëèíçó, òî â åå ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè áóäóò íàáëþäàòüñÿ äèôðàêöèîííûå ìàêñèìóìû ðàçëè÷íûõ ïîðÿäêîâ. Ýòè ìàêñèìóìû íàçûâàþòñÿ ãëàâíûìè. Ïó÷êè ñâåòà, îáðàçóþùèå ãëàâíûå ìàêñèìóìû, ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ ïîñëå ðåøåòêè â íàïðàâëåíèÿõ, îïðåäåëÿåìûõ ôîðìóëîé ðåøåòêè:
d sinθ = m λ
Çäåñü d - ïåðèîä ðåøåòêè, λ - äëèíà ñâåòîâîé âîëíû, m - öåëîå ÷èñëî, íàçûâàåìîå ïîðÿäêîì äèôðàêöèîííîãî ìàêñèìóì .

Слайд 13

Дифракция на различных препятствиях

Слайд 14

Дифракция на двух щелях. Когда ширина каждой щели b изменяется,

а расстояние между щелями d остается постоянным, то при уменьшении b ширина дифракционной картины увеличивается, а ее яркость уменьшается. При этом период интерференционных полос остаётся неизменным.
Дифракция на двух щелях. Когда ширина щелей b остается постоянной (1000 нм) а расстояние d между щелями изменяется в диапазоне 1000-10000 нм. Длина волны света - 600 нм. Частота следования интерференционных полос увеличивается пропорционально расстоянию d между щелями, в то время как ширина дифракционной картины остаётся неизменной и зависит только от b.
Дифракция на одной щели. Ширина b щелей изменяется в диапазоне 500-1500 нм, длина волны света - 600 нм.

Слайд 15

Поляризация света
Поляризация света - совокупность явлений волновой оптики, в которых проявляется

поперечность световых волн.
Электромагнитная световая волна называется плоскополяризованной, если направление колебаний векторов E и B в этой волне строго фиксированы и лежат в определённых плоскостях. Плоскополяризованная световая волна называется поляризованным светом.
Электромагнитная световая волна называется естественной(неполяризованной), если направление колебаний векторов E и B в этой волне могут лежать в любых плоскостях, перпендикулярных к вектору скорости распространения волны. Естественная световая волна(неполяризованная) называется естественным светом.
Поляризатор - устройство, которое служит для преобразования естественного света в поляризованный.
Анализатор - устройство позволяющее определить плоскость поляризации.

Слайд 16

:
Существуют различные оптические устройства, с помощью которых неполяризованный свет можно

превратить в поляризованный (например-кристалл турмалина).Таким же свойством обладают поляроиды. Поляроид представляет собой тонкую пленку кристалла герапатита.После прохождения неполяризованного света через поляроид, свет становится линейно поляризованным, тоесть в нем присутствуют колебания в одной определенной плоскости.
Поляроиды применяются для получения поляризованного света и его анализа(поляризаторы и анализаторы).
Если естественный свет проходит через два последовательно установленных поляризатора, то интенсивность прошедшего света зависит от угла между осями поляроидов.(показано на рисунке).

Слайд 17

Линейная поляризация

Слайд 18

Земная атмосфера сильнее всего рассеивает синюю составляющую солнечного излучения,

пропуская желтую и красную, поэтому дневной свет можно условно разделить на две компоненты: прямые солнечные лучи красного и желтого цвета и рассеянный синий свет неба. Делая фотографии, вы должны были заметить, что предметы, попадающие под яркие прямые солнечные лучи, получаются желтоватых, красноватых оттенков. Более естественную окраску приобретают предметы, освещенные рассеянным светом. Синие лучи поляризованы в большей степени, чем красные и желтые, поэтому поворотом поляризатора вы можете не только изменить насыщенность неба, но и придать ему красноватый оттенок.

с поляризатором

без поляризатора

C помощью поляризатора можно притемнить яркий свет неба
по сравнению с другими объектами съемки.

Слайд 19

Дисперсия света
Дисперсией света называют зависимость показателя преломления света от его длины

волны (или частоты)
Дисперсия света на стеклянной призме позволяет разложить световой пучок на спектральные составляющие, распространяющиеся под разными углами к первоначальному направлению

Волновая оптика. Интерференция волн от двух точечных источников

Содержание

Интерференция волн от двух точечных источниковИнтерференцией называют явление изменения амплитуды результирующих

Интерференция светаИнтерференция света - явление наложения друг на друга световых волн

Интерференция в тонких пленкахИнтерференция в тонких плёнках наблюдается в случае, когда

Кольца НьютонаКольцами Ньютона называется интерференционная картина, которая образуется в простейшем случае

Кольца Ньютона (зависимость радиуса колец от длины световой волны и радиуса кривизны

Дифракция механических волн Дифракцией называется явление огибания волнами препятствий.Дифракцию можно наблюдать

Дифракция светаÄèôðàêöèåé ñâåòà íàçûâàåòñÿ ÿâëåíèå îòêëîíåíèÿ ñâåòà îò ïðÿìîëèíåéíîãî íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ