Толқындық оптика (дәріс № 7)

1.

2.

Пәннің атауы: Физика 2
Дәріс №7 тақырыбы: Толқындық оптика.
Презентацияны дайындаған: аға оқытушы Сарсенбаева С.Н.
Ғарыштық инженерия кафедрасы АЭжБУ
Электрондық пошта [email protected]
Алматы 2021

3.

Дәрістің мазмұны: дәрісте толқындық оптиканың негізгі түсініктері келтірілген.
Дәрістің мақсаты: толқындық оптиканың негізгі ұғымдарын енгізу.
Кіріспе
Оптика - жарықтың таралуын және оның заттармен әсерлесуін зерттейтін физиканың
бір саласы. Жарық - бұл электромагниттік сәулелену және екі жақтылық қасиетке ие.
Кейбір құбылыстарда жарық электромагниттік толқын тәрізді, ал кейбірде фотондардың арнайы бөлшектерінің ағыны немесе жарық кванттары сияқты әрекет
етеді. Толқындық оптика жарықтың, кванттық оптиканың толқындық қасиеттерімен
айналысады. Жарық- фотон ағыны. Толқындық оптика тұрғысынан жарық толқыны бұл кеңістікте таралатын электрлік және магнит өрістерінің тербеліс процесі.

4.

Қолданылған әдебиеттер
1. Иродов И.Е., Электрмагнетизм. Негізгі заңдар: оқулық / И.Е. Иродов.- Алматы, 2013.- 332б.- (ҚР ЖОО
қауымдастығы)
2. Савельев И.В. Жалпы физика курсы: Электрмагнетизм . –Алматы.:«Мектеп», 2004.
3. Алджамбекова Г.Т., Искаков Ж.И., Наурызбаева Г.К. Физика 2. Дәрістер жинағы. 6В07101 – Электр
энергетикасы мамандықтарының студенттеріне арналған. – Алматы: АЭжБУ, 2021.
5. Байпақбаев Т.С., Қарсыбаев М.Ш. Жалпы физика курсы есептер жинағы.-Алматы: ТОО «Ақ Шағыл», 2014
ж. -248 б.
6. Чертов А.Г. Задачник по физике: учебное пособие - М. : Физматлит, 2009. – 640 с.
7. https://www.youtube.com/watch?v=Ml9nANc84AE
8. Познание и опыт - путь к современной энергетике
http://energetika.in.ua/ru/

5.

• Дифракция деп жолында кездесетін кедергіде толқынның айналуы,
нақтырақ айтканда геометриялық оптика заңынан кедергі маңында
таралған толқынның кез келген ауытқуы
Гюйгенс қағидасы бойынша
ортаның толқын жететін
әрбір нүктесі екінші ретті
толқындардың көзі болады.
Френель мұны былай
толықтырды, яғни екінші
ретті толқын көздері
когерентті
және жаңа
толқындар көзі олардың
интерференциясының
нәтижесі
болып
табылады

6.

Дифракция
Дифракция
байқалмайды
Дифракциялық бейне
анық

7.

Жарық дифракциясы – геометриялық оптика заңынан айналулармен байланысты және
кішкене саңылау, мөлдір емес дененің маңайындағы ортада жарық таралғанда байқалатын
құбылыс.

8.

Дифракция құбылысын бақылау шарты
Дифракция
байқалмайды
Жарықтың, толқын ұзындығымен
салыстырылатын, тар саңылаудан
өтуі кезінде дифракция анық көрінеді.

9.

ФРЕНЕЛЬ ЗОНАСЫ
S1 B– S0B = S2B – S1B = S3B – S2B = …= λ / 2
Толқындар тобы зоналарға әрбір келесі тербелістердің қарастырылып отырған М
нүктесінен ара қашықтығы толқынның жарты ұзындығына ерекшеленетіндей етіп
бөлінеді, сондықтан көрші шекаралардан тербеліс қарама-қарсы фазада келеді.

10.

ФРЕНЕЛЬ ЗОНАСЫНЫҢ ҚҰРЫЛУЫ
М нүктесінде радиусы
Френель зонасының радиусы
Сондықтан, М нүктесіндегі жарық
тербелісінің амплитудасы:
А = А1 – А2 + А3 – А4 +… ,

11.

Френель дифракциясы
Дөңгелек қуыстағы дифракция
А = А1 – А2 + А3 – А4 +…± Аm.
А = А1/2 ± Аm/2.
Френель зонасының радиусы

12.

Бір саңылаудағы Фраунгофердің дифракциясы
Тақ және Жұп Френель зонасының
дөңгелек қуыстағы дифракциясы

13.

Жарықтың толқындық қасиеттерінің бірі интерференция
S1
S
n1
n2
S2
Интерференцияны әдетте
интерференциялық суреттi бiр жарық
көзiнен шыққан толқындарды екiге жiктеп,
қайтадан қабаттастыра отырып алады.
Екі когерентті
толқын S
P
нүктеден шығады,
және Р нүктеде
интерференция
пайда болады
Жарық толқынының интерференциясы
деп жұқа пленка беттерінен шағылған
жарық
толқындары
бірімен-бірі
қосылысқанда
олардың
бірін-бірі
күшейтуін немесе әлсіретуін айтамыз.

14.

I ~ A2
I I1 I 2

15.

Бұл толқындардың теңдеулері
S
E1 A1 cos (t 1 )
1
S
E2 A2 cos (t 2 )
2
Тербеліс фазаларының айырмасы
S2
2 1
2
S1
2
2
S n Sn
2 2 1 1 S 2 n2 S1n1
L2 L1
1
c
c
c
T
c
Мұндағы L nS - жарық сәулесінің жүрген жолының оптикалық
ұзындығы; Δ – оптикалық жол айырымы.
2
- оптикалық жол айырымы мен фазалар айырымы
арасындағы байланыс
15

16.

Жарық
интерференциясыжарық
толқындары қабаттасқанда кеңістіктің
белгілі бір нүктесінде толқындардың
күшеюі және келесі бір нүктелерінде
толқынндардың
әлсіреу
құбылысы
минимумының шарты
Интерференция
шарты
минимумының
a sin k
Интерференция
максимумының шарты
Жол айырымы
a sin 2k 1
2

17.

Интерференцияның болу шарты- 1. жиіліктері бірдей;
2. Фаза айырымы уақыт бойынша тұрақты болу керек.
const
болса когерентті толқындар болады
Жарық толқындары қабатттасқанда суперпозиция принципі орындалады .
Е = Е1 + Е2
Қорытқы толқынның интенсивтілігі.
I=