5 Хвильова і квантова оптика 1 інтерференція і дифракція світла

5 Хвильова і квантова оптика 1 Інтерференція і дифракція світла

Інтерференцією світла називають просторове перерозподіл енергії світлового випромінювання при накладенні двох або декількох світлових хвиль. Умовою інтерференції хвиль однієї і тієї ж частоти є їх когерентність, тобто збереження незмінною різниці фаз за час, достатній для спостереження. Зокрема монохроматические хвилі когерентність і можуть интерферировать.

Оптична різниця ходу.

Умова максимуму: - оптична різниця ходу дорівнює цілому числу довжин хвиль.

Умова мінімуму - оптична різниця ходу дорівнює непарному числу півхвиль.

Відстань між інтерференційними смугами дорівнює ширині інтерференційних смуг і так само.

Інтерференція в тонких плівках:

У відбитому світлі:

У світлі:

У відбитому світлі:

умова максимуму, радіуси світлих кілець;

умова мінімуму, радіуси темних кілець.

У світлі:

умова максимуму, радіуси світлих кілець;

умова мінімуму, радіуси темних кілець.

Явища, що виникають при поширенні світла в середовищі з різко вираженими неоднорідностями, отримали назву дифракції світла.

По-перше: слідуючи Гюйгенсу, Френель вважав, що при поширенні хвиль, створюваних джерелом SО. можна замінити джерело еквівалентної йому системою вторинних джерел і порушуваних ними вторинних хвиль. Як цих джерел можна вибрати малі ділянки будь-якої замкнутої поверхні S. охоплює SО.

По-друге: Френель припустив, що вторинні джерела когерентні між собою, оскільки еквівалентні одному і тому ж джерелу SО. Тому в будь-якій точці поза допоміжною поверхні S хвилі, реально поширюються від джерела SО. повинні бути результатом інтерференції всіх вторинних хвиль.

По-третє: Френель припустив, що для поверхні S. збігається з хвильовою поверхнею, потужності вторинного випромінювання рівних по площі ділянок однакові. Крім того, кожен вторинний джерело випромінює світло переважно в напрямку зовнішньої нормалі. Нарешті, Френель припускав, що в тому випадку, коли частина поверхні S покрита непрозорими екранами, вторинні хвилі випромінюються лише відкритими ділянками поверхні S.

Площі зон Френеля не залежить від номера зони Френеля. Це означає, що потужності випромінювання вторинних хвиль кожної зони Френеля рівні.

Радіуси кордонів зон Френеля:.

Якщо залишити тільки центральну зону відкритої (E - амплітуда світлової хвилі, коли всі зони Френеля відкриті; E1 - амплітуда світлової хвилі, коли відкрита перша зона Френеля):

амплітуда світлової хвилі зросте в 2 рази;

інтенсивність світлової хвилі зросте в 4 рази (оскільки інтенсивність пропорційна квадрату амплітуди).

дифракція на круглому отворі

дифракція від круглого диска - в центрі максимум (світла пляма).

дифракція на щілини:

дифракція на дифракційної решітці:

2: дисперсією світла

3: дифракцией світла

4: поляризацією світла

Інтерференція світла - явище взаємного посилення або ослаблення світла до повної темряви (гасіння) при накладенні двох його хвиль, які мають однакові частоти коливань.

Дисперсія світла (розкладання світла) - це явище залежності абсолютного показника заломлення речовини від довжини хвилі світла (частотна дисперсія), а також, від координати (просторова дисперсія), або, що те ж саме, залежність фазової швидкості світла в речовині від довжини хвилі ( або частоти).

Дифракція - явище порушення цілісності фронту хвилі, викликане різкими неоднорідностями середовища.

Поляризація - для електромагнітних хвиль це явище спрямованого коливання векторів напруженості електричного поля E або напруженості магнітного поля H.

В результаті інтерференції сонячних променів в плівці бензину відбувається посилення певних хвиль, і слабшанню інших, що і дає ефект райдужних плям.

Постійно змінюється райдужна забарвлення мильних бульбашок пояснюється ...

1: інтерференцією світла *

2: дисперсією світла

3: дифракцией світла

4: поляризацією світла

Дифракція - явище порушення цілісності фронту хвилі, викликане різкими неоднорідностями середовища.

В результаті інтерференції сонячних променів в мильній бульбашці відбувається посилення певних хвиль, і слабшанню інших, що і надає райдужну забарвлення бульбашок.

Хвильовий фронт точкового джерела, розбитий на зони однакової площі являють собою ...

1. дифракцию від двох щілин

3. кільця Ньютона

4. дифракцию Фраунгофера

Принцип Гюйгенса-Френеля полягає в наступному:

1. При поширенні хвиль, створюваних джерелом S0. можна замінити джерело еквівалентної йому системою вторинних джерел і порушуваних ними вторинних хвиль. Як цих джерел можна вибрати малі ділянки будь-якої замкнутої поверхні S, що охоплює S0.

2. Вторинні джерела когерентні між собою, оскільки еквівалентні одному і тому ж джерелу S0. Тому в будь-якій точці поза допоміжною поверхні S хвилі, реально поширюються від джерела S0. повинні бути результатом інтерференції всіх вторинних хвиль.

3. Для поверхні S, що збігається з хвильовою поверхнею, потужності вторинного випромінювання рівних по площі ділянок однакові. Крім того, кожен вторинний джерело випромінює світло переважно в напрямку зовнішньої нормалі n.

У тому випадку, коли частина поверхні S покрита непрозорими екранами, вторинні хвилі випромінюються лише відкритими ділянками поверхні S.

При проходженні паралельного пучка білого світла через дифракційну решітку спостерігається його розкладання в спектр. Це явище пояснюється ...

1: дифракцией світла *

2: інтерференцією світла

3: дисперсією світла

4: поляризацією світла

Якщо закритьnоткритих зон Френеля, а відкрити тільки першу, то амплітудне значення вектора напруженості електричного поля ...

1. зменшиться в 2 рази

4. збільшиться в 2 рази *

Для кожної відкритої зони Френеля амплітуда зменшується монотонно: E1> E2> ...> Em-1> Em> Em + 1. Фази коливань, порушуваних сусідніми зонами відрізняються на π - тобто знаходяться в протифазі. Тому: E = E1 - E2 + E3 - E4 + .... Внаслідок монотонності амплітуду середньої дорівнює середній між сусідніми або:. . Якщо залишити тільки центральну зону відкритої, то амплітуда виросте в 2 рази, а інтенсивність в 4 рази. Якщо поставити на шляху світлової хвилі платівку, яка перекривала б все парні або непарні зони, то інтенсивність світла різко зростає. Така пластинка називається зонного платівкою.

На дифракційну решітку падає випромінювання однакової інтенсивності з довжинами волнλ1іλ2. Вкажіть малюнок, який ілюструє положення головних максимумів, створюваних дифракційною решіткою, есліλ1> λ2? (J - інтенсивність, φ- кут дифракції).

Інтенсивність потоку, що пройшов дифракційну решітку, де - кут дифракції. При, значить, інтенсивність при однакова для обох випромінювань. Умови головних максимумів дифракційної решітки:, звідки при.

перерахованих нижче явищ пояснюються діфракціейсвета. 1 - райдужна забарвлення. робота N 6. Залікова. 11 кл. Хвильова і квантоваяоптіка. Варіант №2 Завдання 1. На малюнку. перерахованих нижче явищ пояснюються інтерференціейсвета. 1 - райдужна забарвлення.

Волноваяоптіка розглядає оптичні явища, в яких проявляється хвильова природа світла. - інтерференція. дифракція. поляризація, дисперсія та ін. Квантоваяоптіка розглядає.

явищами, як інтерференція. дифракція та ін. Фізіологічна оптика - наука про зоровому сприйнятті світла оком - змикається. випромі-чення. Хвильова теорія добре пояснює інтерференцію. поля-ризації і діфракціюсвета. Квантова теорія зручна для.

і волноваяоптіка А17. Закони геометричної оптики А18. Інтерференція і діфракціясвета А19. СТО 5. Квантова фізика А20. Тиск світла 6. Комбіновані.

враховані хвильові властивості світла. але знову нехтується ефектами квантової механіки. абстрактна теорія геометричній оптики. розроблена Гамільтоном. поширення світла і радіохвиль, таким, як відображення, заломлення, інтерференція. дифракція.