- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Хвильові властивості світла презентация
Содержание
- 1. Хвильові властивості світла
- 2. ПЛАН 1. Основні закони геометричної оптики. 2.
- 3. На самостійну обробку: 1. Одержання когерентних хвиль
- 4. Основні закони геометричної оптики Геометрична оптика розглядає
- 5. 1. Закон прямолінійного поширення світла. В однорідних середовищах світло поширюється прямолінійно.
- 6. 2. Закон відбивання світла. Промінь падаючий,
- 7. 3. Закон заломлення світла (закон Снелліуса).
- 8. При переході світла з одного прозорого
- 9. 4. Закон незалежності поширення світлових променів.
- 10. 5. Закон оборотності (принцип оборотності) світлових
- 11. Сьогодні на лекції ми розглянемо явища,
- 12. Монохроматичність хвиль Монохроматична хвиля - це строго
- 13. Інтерференція хвиль На рисунку зображено хвилі, що
- 14. Інтерференція хвиль Отже, при додаванні у просторі
- 15. Когерентність
- 16. Когерентність
- 17. Когерентність
- 18. Когерентність
- 19. Когерентність
- 20. Просторова когерентність
- 21. Розрахунок інтерференції двох хвиль
- 22. Розрахунок інтерференції двох хвиль
- 23. Розрахунок інтерференції двох хвиль
- 24. Методи отримання когерентних хвиль Для отримання когерентних
- 25. Метод Юнга Джерелом світла є яскраво освітлена
- 26. Біпризма Френеля Складається з двох однакових призм,
- 27. Дзеркала Френеля
- 28. Оптична довжина шляху та різниця ходу
- 29. Оптична довжина шляху та різниця ходу
- 30. Оптична довжина шляху та різниця ходу
- 31. Утворення максимумів та мінімумів Максимум Мінімум
- 32. Дифракція - В загальному випадку під дифракцією
- 33. Принцип Гюйгенса-Френеля Природа та основні принципи дифракції
- 35. Метод зон Френеля Розрахунок інтерференції вторинних
- 36. Розрізняють два випадки дифракції : 1.
- 37. Дифракція Френеля на круглому отворі
- 39. Дифракція Френеля на круглому отворі
- 40. Дифракція Френеля на круглому отворі
- 41. Дифракція Френеля на круглому отворі
- 42. Дифракція Френеля на круглому отворі
- 43. Дифракція Френеля на круглому отворі
- 44.
- 45. Дифракція Френеля на невеликому диску (круглому непрозорому екрані)
- 46. Дифракція Фраунгофера на одній щілині
- 47. Дифракція Фраунгофера на одній щілині
- 48. Дифракція Фраунгофера на одній щілині
- 49. Розподіл інтенсивності на екрані, отриманий внаслідок
- 50. Кути, під якими спостерігаються максимуми усіх
- 51. Дифракційна гратка
- 53. Дифракційна гратка
- 54. Дифракційна гратка
- 56. Дифракційна гратка
- 57. Дифракційна гратка Зі збільшенням N – кількості
- 58. ДЯКУЮ ЗА УВАГУ
ПЛАН 1. Основні закони геометричної оптики. 2. Монохроматичні хвилі. Інтерференція хвиль. 3. Когерентність як умова стійкої інтерференційної картини. 4. Розрахунок інтерференції двох хвиль. 5. Метод отримання когерентних хвиль (Юнга
Слайд 2ПЛАН
1. Основні закони геометричної оптики.
2. Монохроматичні хвилі. Інтерференція хвиль.
3. Когерентність
як умова стійкої інтерференційної картини.
4. Розрахунок інтерференції двох хвиль.
5. Метод отримання когерентних хвиль (Юнга та Френеля).
6. Дифракція хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля.
7. Метод зон Френеля. Дифракція Фраунгофера на щілині.
8. Дифракційна гратка.
4. Розрахунок інтерференції двох хвиль.
5. Метод отримання когерентних хвиль (Юнга та Френеля).
6. Дифракція хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля.
7. Метод зон Френеля. Дифракція Фраунгофера на щілині.
8. Дифракційна гратка.
Слайд 3На самостійну обробку:
1. Одержання когерентних хвиль методом поділу амплітуди. Смуги рівного
нахилу, смуги рівної товщини. Кільця Ньютона.
2. Інтерференція світла у тонких плівках. Просвітлення оптики.
3. Дифракція на просторовій кристалічній гратці. Рівняння Вульфа-Брегга.
4. Роздільна здатність оптичних приладів. Поняття про голографію.
2. Інтерференція світла у тонких плівках. Просвітлення оптики.
3. Дифракція на просторовій кристалічній гратці. Рівняння Вульфа-Брегга.
4. Роздільна здатність оптичних приладів. Поняття про голографію.
Слайд 4Основні закони геометричної оптики
Геометрична оптика розглядає закони поширення світла в прозорих
середовищах на основі уявлення про світловий промінь як лінію, вздовж якої переноситься світлова енергія. Хоча світловий промінь є абстрактним поняттям, а геометрична оптика – граничним (окремим) випадком хвильової оптики, все ж вона являє собою простий наближений метод побудови зображень в оптичних системах.
В основі геометричної оптики лежать наступні закони.
В основі геометричної оптики лежать наступні закони.
Слайд 5
1. Закон прямолінійного поширення світла. В однорідних середовищах світло поширюється прямолінійно.
Слайд 6
2. Закон відбивання світла. Промінь падаючий, промінь відбитий і нормаль, поставлена
в точку падіння, лежать в одній площині, а кут падіння дорівнює куту відбивання.
Дзеркальне та дифузне розсіювання
Слайд 7
3. Закон заломлення світла (закон Снелліуса). Промінь падаючий, промінь заломлений і
перпендикуляр, поставлений у точку падіння, лежать в одній площині. При будь-якому куті падіння відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величиною, сталою для двох певних середовищ, і називається відносним показником заломлення другого середовища відносно першого.
Слайд 8
При переході світла з одного прозорого середовища у інше падаючий промінь
частково заломлюється, а частково відбивається
При переході у більш оптично густе середовище можливе явище повного внутрішнього відбивання
Слайд 9
4. Закон незалежності поширення світлових променів. Світлові промені, поширюючись у просторі,
при перетині не впливають один на одного.
Слайд 10
5. Закон оборотності (принцип оборотності) світлових променів. Якщо промінь падає з
першого середовища на межу другого під кутом і, заломлюється на межі і переходить у друге середовище під кутом r, то промінь, пущений у зворотному напрямі з другого середовища під кутом r, вийде в першому середовищі під кутом і. Аналогічно буде і при відбиванні. Принцип оборотності виконується при будь-якій кількості заломлень і відбивань на межах оптичних систем.
Слайд 11
Сьогодні на лекції ми розглянемо явища, які можна пояснити тільки з
точки зору того, що світло являє собою електромагнітну хвилю. З точки зору хвильової теорії світло є єдиним видом електромагнітних хвиль, які здатне помітити людське око. Різні частоти світлових хвиль сприймаються людьми як кольори веселки.
Слайд 12Монохроматичність хвиль
Монохроматична хвиля - це строго гармонічна хвиля з постійними у часі частотою,
амплітудою та початковою фазою.
Амплітуда та фаза такої хвилі можуть змінюватися від однієї точки простору до іншої, частота ж залишається сталою у всьому просторі.
Монохроматичні хвилі не обмежені ні в часі, ні у просторі, тобто не мають початку і кінця. Тому вони не можуть бути реалізовані у дійсності(ідеальні). Проте ця ідеалізація має величезне значення у вченні про хвилі.
Амплітуда та фаза такої хвилі можуть змінюватися від однієї точки простору до іншої, частота ж залишається сталою у всьому просторі.
Монохроматичні хвилі не обмежені ні в часі, ні у просторі, тобто не мають початку і кінця. Тому вони не можуть бути реалізовані у дійсності(ідеальні). Проте ця ідеалізація має величезне значення у вченні про хвилі.
Слайд 13Інтерференція хвиль
На рисунку зображено хвилі, що збуджуються на поверхні води двома
поплавками-вібраторами.
Якщо гребінь однієї хвилі співпадає з гребнем іншої, то у цій точці коливання посилюють одне одного, а якщо гребінь однієї співпадає з западиною іншої – хвилі одна одну гасять.
Якщо гребінь однієї хвилі співпадає з гребнем іншої, то у цій точці коливання посилюють одне одного, а якщо гребінь однієї співпадає з западиною іншої – хвилі одна одну гасять.
Слайд 14Інтерференція хвиль
Отже, при додаванні у просторі двох або декількох хвиль можуть
виникати у одних випадках максимуми, а в інших – мінімуми інтенсивності.
Це явище називається інтерференцією хвиль.
Утворена картина буде стійкою (зберігатиметься у часі) при накладанні когерентних хвиль (хвиль, що випромінюються когерентними джерелами).
Це явище називається інтерференцією хвиль.
Утворена картина буде стійкою (зберігатиметься у часі) при накладанні когерентних хвиль (хвиль, що випромінюються когерентними джерелами).
Слайд 24Методи отримання когерентних хвиль
Для отримання когерентних світлових хвиль за допомогою звичайних
(нелазерних) джерел застосовують метод розділення світла від одного джерела на дві або декілька систем хвиль (світлових пучків). У кожній з них присутнє випромінювання одних і тих самих атомів джерела, тому ці хвилі когерентні між собою та інтерферують при накладанні.
Розділення світла на когерентні пучки можна здійснити за допомогою екранів та щілин, дзеркал та заломлюючих тіл.
Розділення світла на когерентні пучки можна здійснити за допомогою екранів та щілин, дзеркал та заломлюючих тіл.
Слайд 25Метод Юнга
Джерелом світла є яскраво освітлена щілина S, від якої світлова
хвиля падає на дві вузькі щілини S1 та S2, паралельні щілині S.
Таким чином, щілини S1 и S2 відіграють роль вторинних когерентних джерел. На екрані Э спостерігається інтерференційна картина у вигляді світлих та темних смуг, що чергуються.
Таким чином, щілини S1 и S2 відіграють роль вторинних когерентних джерел. На екрані Э спостерігається інтерференційна картина у вигляді світлих та темних смуг, що чергуються.
Слайд 26Біпризма Френеля
Складається з двох однакових призм, що складені основами. Світло від
джерела S заломлюється в обох призмах, в результаті чого за призмою поширюються промені, які ніби випромінюються уявними джерелами S1 та S2, які є когерентними. Таким чином, на екрані Э (область СD) спостеріга-ється інтерференційна картина.
Слайд 32Дифракція -
В загальному випадку під дифракцією розуміють порушення законів геометричної оптики,
що супроводжується інтерференційними явищами.
Дифракція помітно проявляється тільки у тих випадках, коли розмір перешкоди порівняний з довжиною хвилі.
Дифракція помітно проявляється тільки у тих випадках, коли розмір перешкоди порівняний з довжиною хвилі.
Це явище відхилення променів від прямолінійного поширення, коли хвиля, огинаючи перешкоду, потрапляє у область геометричної тіні.
Слайд 33Принцип Гюйгенса-Френеля
Природа та основні принципи дифракції можна встановити за допомогою принципу
Гюйгенса-Френеля.
У 1678 р. Гюйгенс сформулював правило, назване принципом Гюйгенса: кожна точка, до якої дійшла хвиля, стає джерелом (центром) вторинної хвилі, а огинаюча вторинних хвиль задає положення хвильового фронту у наступний момент часу.
Недолік принципу Гюйгенса полягає у тому, що він не враховує явище інтерференції вторинних хвиль і як наслідок цього не дозволяє розрахувати амплітуди хвиль, які поширюються у різних напрямках.
Цей недолік усунув Френель, який у 1815 р. доповнив принцип Гюйгенса, ввівши уявлення про когерентність вторинних хвиль та про їх інтерференцію. Доповнений Френелем принцип Гюйгенса називається принципом Гюйгенса-Френеля.
У 1678 р. Гюйгенс сформулював правило, назване принципом Гюйгенса: кожна точка, до якої дійшла хвиля, стає джерелом (центром) вторинної хвилі, а огинаюча вторинних хвиль задає положення хвильового фронту у наступний момент часу.
Недолік принципу Гюйгенса полягає у тому, що він не враховує явище інтерференції вторинних хвиль і як наслідок цього не дозволяє розрахувати амплітуди хвиль, які поширюються у різних напрямках.
Цей недолік усунув Френель, який у 1815 р. доповнив принцип Гюйгенса, ввівши уявлення про когерентність вторинних хвиль та про їх інтерференцію. Доповнений Френелем принцип Гюйгенса називається принципом Гюйгенса-Френеля.
Слайд 35Метод зон Френеля
Розрахунок інтерференції вторинних хвиль зводиться до інтегрування, яке часто
може бути дуже складним.
Для спрощення обчислень при визначенні амплітуди хвилі в заданій точці простору Френель запропонував розбити поверхню фронту хвилі на зони (зони Френеля) таким чином, щоб хвилі від сусідніх зон приходили у точку спостереження у протифазі і таким чином послаблювали одна одну.
Застосуємо метод зон Френеля для розрахунку дифракції світла.
Для спрощення обчислень при визначенні амплітуди хвилі в заданій точці простору Френель запропонував розбити поверхню фронту хвилі на зони (зони Френеля) таким чином, щоб хвилі від сусідніх зон приходили у точку спостереження у протифазі і таким чином послаблювали одна одну.
Застосуємо метод зон Френеля для розрахунку дифракції світла.
Слайд 36
Розрізняють два випадки дифракції :
1. Дифракція Френеля або дифракція у променях,
що сходяться, якщо на перешкоду падає плоска або сферична хвиля, а дифракційна картина спостерігається на экрані, який знаходиться на скінченній відстані від нього.
2. Дифракція Фраунгофера або дифракція у параллельних променях, коли на перешкоду падає плоска хвиля, а дифракційна картина спостерігається на екрані, який знаходиться у фокальній площині збиральної лінзи, встановленої на шляху світла, що пройшло через перешкоду.
2. Дифракція Фраунгофера або дифракція у параллельних променях, коли на перешкоду падає плоска хвиля, а дифракційна картина спостерігається на екрані, який знаходиться у фокальній площині збиральної лінзи, встановленої на шляху світла, що пройшло через перешкоду.
Слайд 49
Розподіл інтенсивності на екрані, отриманий внаслідок дифракції (дифракційний спектр) наведено на
рисунку. Розрахунки показують, що інтенсивність в центральному та наступних максимумах відносяться як 1:0,045:0,016:0,008…, тобто основна частина світлової енергїї припадає на центральний максимум.
Слайд 50
Кути, під якими спостерігаються максимуми усіх порядків, починаючи з першого, залежать
від довжини хвилі світла λ. Тому, якщо щілина освітлена немонохроматичним світлом, то максимуми, які відповідатимуть різним довжинам хвиль, будуть спостерігатися під різними кутами і, як наслідок цього, будуть просторово розділені на екрані. Отримаємо дифракційний спектр.
Слайд 57Дифракційна гратка
Зі збільшенням N – кількості штрихів гратки – зростає кількість
додаткових мінімумів між головними максимумами. Туди світла потрапляє менше, отже головні максимуми будуть більш різкими та яскравими.
