Презентация по теме: "Волновая оптика"

• 1 слайд

  Волновая оптика
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 2 слайд

  Волновая оптика
  Волновая оптика – раздел физики, изучающий явления интерференции, дифракции, поляризации.
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 3 слайд

  Содержание
  Принцип Гюйгенса
  Интерференция волн
  Интерференция света
  Применение интерференции
  Поляризация света
  Дифракция света
  Дифракционная решетка
  
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 4 слайд

  Принцип Гюйгенса
  Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 5 слайд

  Интерференция волн
  Интерференция – явление наложения волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление колебаний
  
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 6 слайд

  Устойчивая интерференционная картина может наблюдаться только при сложении взаимосвязанных колебаний, называемых когерентными волнами
  
  Когерентные волны – волны с одинаковой частотой, поляризацией и постоянной разностью фаз
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 7 слайд

  Интерференция света — явление взаимного усиления или ослабления света при наложении когерентных волн.
  Интерференция возникает, когда два когерентных источника света, т. е. испускающие полностью однородные лучи света с постоянной разностью фаз, расположены очень близко друг от друга. У двух разных источников света никогда не сохраняется постоянная разность фаз волн, поэтому их лучи не интерферируют.
  Закон сохранения энергии не нарушается, происходит перераспределение энергии,
  
  Условие когерентности
  двух источников света:
  
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 8 слайд

  Опыт Юнга
  Независимые источники света некогерентны, однако любой источник естественного света может быть когерентен самому себе. Для этого световой поток следует разделить на два потока, идущих как бы от двух источников. Такие источники будут когерентны
  
  Впервые такое наблюдение интерференции света было проведено в 1800 году английским учёным Томасом Юнгом
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 9 слайд

  Опыт Юнга
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 10 слайд

  k=1, 2, 3, 4…. – порядок спектра
  

• 11 слайд

  Интерференция в тонких плёнках
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 12 слайд

  Когерентные волны от одного источника возникают при отражении света от передней и задней поверхностей тонких пленок (масляные пленки и пленки жира на воде, мыльные пузыри)
  Свет, падающий на переднюю поверхность плёнки толщиной h, частично отражается (луч AD) и частично преломляется (луч AB). После отражения преломленного луча от задней поверхности плёнки в точке В луч преломляется в точке С. Отраженные лучи попадают в глаз наблюдателя
  Неоднородность плёнки по толщине приводит к неоднородности отражения волн разного цвета, что придаёт плёнке радужную окраску
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 13 слайд

  Кольца Ньютона
  Кольца Ньютона - кольцеобразные интерференционные максимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклой линзы и плоскопараллельной пластины при прохождении света сквозь линзу и пластину.
  Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плосковыпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны. Эта интерференционная картина имеет вид концентрических колец, получивших название кольца Ньютона.
  
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 14 слайд

  Кольца Ньютона
  Ньютон наблюдал и исследовал их не только в белом свете, но и при освещении линзы одноцветным (монохроматическим) пучком. Оказалось, что радиусы колец одного и того же порядкового номера увеличиваются при переходе от фиолетового конца спектра к красному; красные кольца имеют максимальный радиус
  
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 15 слайд

  Радиусы колец Ньютона
  R
  R
  rk
  hk
  Рассмотрим рисунок, радиус r k кольца номера k связан простым соотношением. Согласно теореме Пифагора:
  R – радиус кривизны линзы. Из формулы получаем:
  Так как h k<<r k, то:
  или
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 16 слайд

  Радиусы колец Ньютона
  r k тёмных колец в зависимости от  и R определяется следующей формулой:
  А r k светлых колец:
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 17 слайд

  Просветление оптики
  Просветление оптики – уменьшение отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на неё специальной плёнки
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 18 слайд

  Применение интерференции
  Явление интерференции света находит широкое применение в современной технике. Одним из таких применений является создание "просветленной" оптики. Отполированная поверхность стекла отражает примерно 4% падающего на нее света.
  Другим применением явления интерференции является получение хорошо отражающих покрытий, необходимых во многих отраслях оптики.
  Интерференция света широко используется при спектральном анализе для точного измерения расстояний и углов, в рефрактометрии, в задачах контроля качества поверхностей, для создания светофильтров, зеркал, просветляющих покрытий и др.; на явлениях интерференционного света основана голография.
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 19 слайд

  Поляризация света
  Поляризация света, одно из фундаментальных свойств оптического излучения (света), состоящее в неравноправии различных направлений в плоскости, перпендикулярной световому лучу (направлению распространения световой волны)
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 20 слайд

  Дифракция света
  Дифракция света – явление огибания световой волной препятствий, размеры которых сравнимы с длиной световой волны
  Дифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в.Объяснение явления дифракции света дано Томасом Юнгом и Огюстом Френелем, которые не только дали описание экспериментов по наблюдению явлений интерференции и дифракции света, но и объяснили свойство прямолинейности распространения света с позиций волновой теории
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 21 слайд

  Дифракционная решетка
  Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа узких щелей шириной a, разделённых непрозрачными промежутками шириной b.
  Число штрихов на 1 мм стеклянной призмы достигает тысячи, а общее число штрихов N=100000. Величина d=a+b называется периодом решетки. решетка служит для разложения света в спектр и измерения длины волны.
  
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 22 слайд

  d {
  a
  b
  Дифракционная решетка
  A
  B
  C
  D
  AB=d; =ADE=ACB
  d=AC, тогда
  d=dsin=k,
  где k - порядок спектра
  E
  Хрусталик глаза
  Сетчатка глаза
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 23 слайд

  Разрешающая способность дифракционной решетки
  Увеличение числа щелей приводит к увеличению интенсивности и уменьшению ширины главных максимумов. Возможность раздельного наблюдения главных максимумов k-го порядка близких волн 1 и 2 характеризуется разрешающей способностью А дифракционной решетки:
  Чем выше число щелей и выше порядок спектра, тем выше разрешающая способность дифракционной решетки
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 24 слайд

  Дифракционная картина, белый свет
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 25 слайд

  Измерение длины волны с помощью дифракционной решетки
  Рассмотрим АВС, АВС=90°, ВС=а – расстояние между двумя ближайшими цветами (на рисунке между фиолетовыми), АВ=b, тогда
  dsin=k, k=+1, тогда dsin=
  При малых углах sin  tg, значит dtg=
  
  tg=a/b (из АВС), отсюда
  
  спектр +1 порядка
  
  спектр -1 порядка
  
  спектр +2 порядка
  А
  В
  С
  
  Дифракционная решетка
  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"
  

• 26 слайд

  Антонова Д.А., учитель физики и информатики МБОУ "Гимназия № 3 ЗМР РТ"