22.11.24.№ 1 Начало .СТУДЕНТАМ Волновая оптика

1.

2.

3.

4.

T
T
– частота
– скорость распространения волны :
1
– период

5.

Фронт волны
Волновая поверхность

6.

7.

Уравнение волны. Волновое уравнение.
f ( x, y , z , t ) ( x, y , z , t )
1
2 2 2 2
2
x
y
z
t
2
2
2
оператор Лапласа:
2
1
2 2
t
2
2
2
2
2
2 2
2
x
y
z
2

8.

1
2 2 2 2
2
x
y
z
t
2
2
2
2
1
2 2
t
2
2

9.

A cos( t kх)
:
2
1 2
2 2
2
x
t
A cos( t kх)

10.

11.

12.

7. Дифференциальное уравнение ЭМВ
1 d E
2
E 2 2
dt
2
1 d H
2
H 2 2
dt
2
Решение уравнений:
E E0 cos( t kx )
H H 0 cos( t kx )
–волновое число;
2
2
2
d
d
d
2 2 2 2
dx dy
dz

13.

Фазовая скорость ЭМВ:
где
c
1
0 0
1
1
0 0
c
– скорость света в вакууме
0 8,85418782 10 12 Ф м 1
6
1
0 1,256637061 10 Гн м
с 2,99792458 108 м с 1
В веществе скорость распространения электромагнитных волн
меньше в n раз.
n

14.

n
1
0 0
1
c
n
и
n
c

15.

Электромагнитные излучения
радиоволны
Инфракрасное
излучение
Видимый свет
Ультрафиолетовое
излучение
Рентгеновское
излучение
Гамма - излучение

16.

Объемная плотность энергии w электромагнитной волны
w wý wì
0 Å 2
2
S w EH
S [ E, H ]
0 Í 2
2

17.

18.

Виды
излучений
Длина волны
Получение
Регистрация
Характеристика, свойства
Применение
Радиоволны
10 км
(3х10^ 4 – 3х10
^12 Гц)
Транзисторные цепи
Резонатор
Герца,
Когерер,
антенна
Отражение,
Преломление
Дифракция
Поляризация
Связь и
навигация
Инфракрасное
излучение
0,1м – 770нм
(3х10^ 12 –
4х 10 ^14 Гц)
Электрический камин
Болометр,
Фотоэлемент
термостолбик
Отражение,
Преломление
Дифракция
Поляризация
Приготовл. пищи
Нагревание,
сушка,фотокопирование
Видимый
свет
770 – 380 нм
(4х10^ 14 –
8х10 ^14 Гц)
Лампа
накаливания
Молнии,
Пламя
Спектрограф,
Болометр
Отражение,
Преломление
Дифракция
Поляризация
Наблюдение за
видимым миром,
путем отражения
Ультрафио
летовое
излучение
380 – 5 нм
(8х10^ 14 –
6х 10 ^16 Гц)
Разрядная
трубка,
углеродная
Дуга
Фотоэлемент
Люминесценция, болометр
Фотохимические реакции
Лечение
заболеваний кожи,
уничтожение
бактерий, сторож.
устройства
Рентгеновское
излучение
5 нм–
10^ –2 нм
(6х 10^ 16 –
3х10 ^19 Гц)
Рентгеновская трубка
Фотопластинка
Проникающая
способность
Дифракция
Рентгенография,
радиология,
обнаружение подделок
- излучение
5x10^-11 10^-15 м
Циклотрон
Кобальт - 60
Трубка Гейгера
Порождаются
космически
Стерилизация,
Медицина, лечение

19.

Интерференция света

20.

х1
x1 A1 cos t
1
х2
x2 A2 cos t
2
Разность фаз двух когерентных волн разность хода -
2π
δ
Δ
λ0
х2 х1
х – геометрическая длина пути; n – показатель
преломления среды.

21.

Условие максимума и минимума интерференции:
Δ mλ 0 (m 0, 1, 2, ...)
λ0
Δ (2m 1)
(m 0, 1, 2, ...)
2

22.

Интерференционные полосы равного наклона
λ0
Δ 2m
2
- max интерференции
λ0
Δ (2m 1)
2
- min интерференции
Оптическая разность хода с учетом потери
полуволны:
λ0
λ0
2
2
Δ 2nh cos β 2h n sin α
2
2

23.

Полосы равной толщины
λ0
Δ 2b n sin (α)
2
2
2

24.

25.

Кольца
Ньютона

26.

2
r
h R R r
2R
2
2
mλ
h
2
1
rm m λ 0 R
2
- Радиус m-го светлого кольца
rm mRλ 0
- Радиус m-го темного кольца

27.

На фотопленку попадают как отраженный от предмета
лазерный свет, так и опорный пучок от зеркала

28.

29.

ДИФРАКЦИЯ .
Дифракция света

30.

31.

Дифракция света на дифракционной решетке

32.

33.

где m = ± 1, ± 2, ± 3, … .

34.

35.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

36.

Естественный и поляризованный свет

37.

Свет с преимущественным
направлением
колебаний вектораE

38.

39.

40.

41.

42.

Степень поляризации зависит от угла падения:
n2
tg α n21
n1

43.

Двойное преломление света

44.

Рисунок 10.8

45.

Закон Малюса
J J 0 cos
2
cos φ 1 / 2
2

46.

Закон Малюса
J ест
1
J 0 J ест
2
1
2
J J 0 cos φ J ест cos φ
2
2