Презентация на тему Интерференция света

• 1 слайд

  Лекция №2
  

• 2 слайд

  §§ Оптический путь
  02
  x – геометрический путь
  Lopt = nx – оптический путь
  Произведение показателя преломления
  на длину пути называется оптической
  длиной пути:
  

• 3 слайд

  Пример 1:
  прохождение света через
  прозрачную пластинку
  03
  Пример 2:
  Оптическая разность хода
  двух волн
  Если первая волна прошла путь L1 в
  среде с n1,
  а вторая – путь L2 в среде с n2
  то
  и
  

• 4 слайд

  Пример 3:
  Отражение от границы
  раздела двух сред
  04
  т.е. возникает дополнительный набег
  фазы при отражении от оптически
  более плотной среды
  

• 5 слайд

  §§ Когерентность
  05
  Испускание света – результат атомных
  процессов (переходы, удары, ядерные
  и химические превращения)
  Время перехода τ ~ 10–8 c
  атом излучает набор колебаний –
  цуг волн длиной L = τc ~ 3 м
  

• 6 слайд

  06
  Излучение отдельного атома –
  немонохроматично,
  а излучение
  разных атомов – некогерентно.
  Свет от источника состоит из быстро
  сменяющих друг друга цугов со
  случайным значением начальной фазы.
  Если в одну точку приходит свет от
  разных источников (или частей одного
  тела), то результат различается
  в каждый момент времени.
  

• 7 слайд

  07
  Устойчивая интерференционная картина
  наблюдается только для когерентных
  (согласованных) колебаний.
  Временем когерентности называют
  промежуток времени,
  в течение
  которого случайное изменение фазы
  (или разности фаз) достигает π.
  Если время разрешения прибора больше
  времени когерентности
  или разность
  хода больше длины когерентности,
  то регистрируются значения согласно
  закону сложения интенсивностей.
  

• 8 слайд

  08
  Для получения двух потоков
  когерентного излучения необходимо
  использовать излучение одного атома
  Для этого, с помощью отражения или
  преломления, нужно разделить волну
  и позволить потокам, прошедшим разное
  расстояние, встретиться.
  Разность пройденных расстояний
  не должна превышать длины цуга
  или длины когерентности.
  или группы атомов, излучающих
  согласованно.
  

• 9 слайд

  §§ Интерференция в пленках
  09
  Найдем разность хода
  двух отраженных волн:
  для проходящих волн
  Разности хода отличаются на
  

• 10 слайд

  10
  Следовательно, максимум на отражение
  соответствует минимуму на пропускание
  Максимум при пропускании будет наблюдаться, если
  и соответствующая толщина пленки:
  

• 11 слайд

  11
  Рассмотрим случай наклонного падения
  из-за отражения
  в т.А (n2 > n1)
  

• 12 слайд

  12
  При падении белого света будут наблю-даться min и max под разными углами, которые соответствуют различным λ
  

• 13 слайд

  §§ Кольца Ньютона
  i
  13
  наблюдаются в месте контакта линзы и,
  например, стеклянной пластины
  

• 14 слайд

  14
  Рассмотрим плосковыпуклую линзу,
  лежащую на плоскопараллельной
  пластинке.
  Интерф. картину в
  отраженном свете
  формируют 1 и 2
  Опт. разность хода:
  d – величина воздушного промежутка
  ½λ – отражение от пластины (n1 < n2)
  

• 15 слайд

  15
  Пусть R – радиус кривизны линзы
  условие наблюдения минимума:
  – порядок интерференции
  

• 16 слайд

  16
  – радиус m-го темного кольца Ньютона
  – радиус m-го
  светлого кольца
  место контакта
  линзы и
  пластинки
  

• 17 слайд

  17
  Лабораторная работа №1
  Диаметр, находящихся в поле зрения
  колец, не превышает 1 миллиметра.
  

• 18 слайд

  18
  Замечания
  Кольца Ньютона – классический
  пример полос равной толщины.
  Кольца можно наблюдать в
  отраженном и проходящем свете.
  При падении белого света –
  получается система цветных колец.
  

• 19 слайд

  §§ Опыт Юнга
  экран
  диафрагма
  с двумя
  отверстиями
  цветной
  светофильтр
  источник
  света
  19
  

• 20 слайд

  на экране
  наблюдается
  интерференционная
  картина –
  совокупность
  светлых и темных
  областей (полос)
  определим
  положения
  min и max
  интенсивности
  20
  

• 21 слайд

  d – расстояние
  между
  источниками,
  – расстояние
  до экрана
  x – расстояние
  от центра
  экрана
  Найдем разность хода
  21
  

• 22 слайд

  вычтем одно выражение из другого:
  левую часть можно представить как
  тогда разность хода двух лучей:
  Условие наблюдения минимума:
  22
  

• 23 слайд

  – координата
  m-го минимума
  – координаты
  максимумов
  Ширина полосы
  (период интерференционной картины)
  (при )
  – расстояние между соседними
  минимумами (максимумами):
  23
  

• 24 слайд

  Применение
  схемы Юнга:
  1) определение
  длины волны
  2) определение
  углового
  размера или
  расстояния
  между
  источниками
  24
  

• 25 слайд

  §§ Интерференция в клине
  25
  Оптическая разность
  хода двух волн 1 и 2
  зависит от h – толщины
  клина в данном месте:
  

• 26 слайд

  26
  условие наблюдения максимума:
  и зависимость толщины клина h от
  расстояния x до его кромки:
  светлые полосы наблюдаются при значениях xm:
  наблюдаются полосы равной
  толщины
  

• 27 слайд

  27
  Расстояние между соседними полосами:
  Рассмотренная схема позволяет:
  определять длину волны света λ,
  показатель преломления среды n
  или угол раствора клина α
  с очень малой погрешностью.
  

• 28 слайд

  §§ Применение интерференции
  28
  1) определение длин и расстояний
  0.1 м с погрешностью < 0.01 μ
  1.0 м с погрешностью < 0.1 μ
  2) измерение углов
  «Определение» геометрии
  3) Определение качества поверхности,
  рельефа, шлифовки и плоскостности
  

• 29 слайд

  (λ, степени когерентности и
  монохроматичности)
  5) просветление оптики
  4) определение характеристик
  оптического излучения
  29
  7) определение физических свойств
  тел по показателю преломления
  6) голография
  

• 30 слайд

  30
  Другие случаи:
  

• 31 слайд

  §§ Показатель преломления
  Из теории Максвелла следует, что
  – показатель преломления
  31
  Длина волны света в среде:
  – длина волны в вакууме
  

• 32 слайд

  32
  ЭМВ, распространяясь в веществе,
  вызывает вынужденные колебания
  ионов решетки и электронов.
  Этим объясняется явление дисперсии
  – зависимость скорости ЭМВ от частоты,
  поскольку ε и, следовательно, n зависят
  от частоты ЭМВ.
  Колебаниями электронов объясняется
  дисперсия в видимой области,
  а
  колебаниями ионов – в инфракрасной,
  т.к. их масса значительно больше.
  

• 33 слайд

  Таблица значений
  вакуумn = 1
  33
  воздухn = 1.0003
  водаn = 1.33
  стеклоn = 1.5 – 1.95
  алмазn = 2.4
  нормальная
  дисперсия
  показателя
  преломления
  

• 34 слайд

  34