Волновая оптика

1.

ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

2. Дисперсиясвета

Дисперсия
света

3. Опыт Ньютона

Ньютон И.

4. Выводы Ньютона

Белый цвет имеет сложный состав
Световые лучи разного цвета по разному
преломляются
Спектр (радужная полоска)
состоит из 7 цветов
Дисперсия –
зависимость показателя
преломления света от его
цвета

5. Зависимость показателя преломления от скорости света в веществе

с – скорость света в
вакууме.
nф, nкр- абсолютные
показатели преломления
- скорость света в
веществе
c
υф
c
nкр
υкр
nф
υк nф
υф nкр
υф υк
Скорости световых лучей в веществе
различны, поэтому призма разлагает свет

6. Зависимость показателя преломления от частоты света

Абсолютный показатель
преломления
зависит от скорости света
в веществе
Скорость света в веществе
зависит от его цвета
Цвет света определяется
его частотой
Дисперсия –
зависимость показателя
преломления света от
частоты колебаний (или
длины волны)

7. Примеры дисперсии света

Радуга
Бриллиант
Add Your
Text here
Add Your
Text here
Роса
Add Your
Text here

8. Зависимость цвета от частоты электромагнитной волны

Пучок света
Бумага
Видимый цвет
Причина
Белый
Белая
Белый
Все отражаются
Красный
Красный отражается,
остальные
поглощаются
Зеленый
Зеленый отражается,
остальные
поглощаются
Белый
Белый
Красная
Зеленая
Сложная структура света объясняет
многообразие красок в природе

9.

Интерференция механических волн

10. Интерференция

Интерференция света – это сложение двух и более волн,
вследствие которого наблюдается устойчивая картина усиления
и
ослабления
световых
колебаний
в
разных
точках
пространства.
Принцип суперпозиции - если в среде одновременно
распространяются несколько волн, то они распространяются
независимо друг от друга
Интерферировать
могут
лишь
когерентные
(имеющие
одинаковую частоту и постоянную во времени разность
фаз) волны

11.

Условие максимума
Разность хода волн равна
целому числу длин волн
(или четному числу длин
полуволн).
d k , где k 0,1,2...
где
В
рассматриваемую
точку
волны
приходят
с
одинаковыми
фазами
и
усиливают
друг
друга
–
амплитуда колебаний этой
точки
равна
удвоенной
амплитуде.

12.

Условие минимума
Волны
приходят
в
рассматриваемую
точку
в
противофазе и гасят друг
друга.
Амплитуда колебаний данной
точки равна нулю.
Разность хода волн равна
нечетному
числу
длин
полуволн.
где
d (2k 1)
2
, где k 0,1,2...

13. Дифракция

14.

1800
г.
Томас
Юнг
Дифракция – отклонение от
прямолинейного
распространения и огибание
волнами препятствий

15. Дифракция света

Дифракция света – отклонение от прямолинейного направления на
резких неоднородностях среды
Опыт Юнга
Из-за дифракции
от отверстий
выходят два
частично
перекрывающихся
конуса
Когерентные
волны
интерферируют
Для дифракции характерно не столько загибание за края
преград, сколько возникновение за преградой
интерференционной картины

16. Дифракция механических волн

Дифракция не наблюдается
(исключение: края преград)
Дифракция наблюдается
d λ
d λ
λ
– длина волны
d
– диаметр отверстия

17. Дифракционные картины от различных препятствий

Дифракция на
дисках различного
диаметра.
В центра т.н. пятно
Пуассона
Дифракция на
прямолинейном
крае
Дифракция на круглом
отверстии по мере
приближения к экрану с
отверстием

18. Дифракционные картины от различных препятствий

19. Дифракционная решетка

Дифракционная решетка – совокупность большого числа очень узких
щелей, разделенных непрозрачными промежутками
Условие max:
d sin k
- длина волны
- угол отклонения
d sin k
d a b
d
- период решетки
световых лучей
вследствие
дифракции
k - порядок спектра

20. Дифракционные спектры

Дифракционная решетка – спектральный прибор,
служащий для разложения света и измерения длины волны