Оптика презентация

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

 

– 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.

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.

 

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

волн

 

 

В случае когерентных волн

 

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

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

 

 

 

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

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.

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.

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

Дифракция от круглого отверстия

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.

Френеля

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

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

разложатся в спектр (фиолетовый – к центру картины, красный – от центра). Дифракционная решетка сильнее всего отклоняет красные лучи.