Primena svetlosnih smetnji. Difrakcija svjetlosti. (Prezentacija). Interferencija. prezentacija za čas fizike (11. razred) na temu Fenomene interferencije i difrakcije talasa preuzmi prezentaciju

Da pogledate prezentaciju sa slikama, dizajnom i slajdovima, preuzmite njegovu datoteku i otvorite je u PowerPointu na vašem računaru.
Tekstualni sadržaj slajdova prezentacije: Prezentacija nastavnika Opštinske obrazovne ustanove „Srednja škola br. 56 sa UIOP“ u Saratovu Sukhova Tatjana Mihajlovna Interferencija svetlosti. Interferencija je dodavanje dva (ili više) svetlosnih talasa, kod kojih se intenzitet svetlosti povećava u nekim tačkama u prostoru, a slabi u drugim.Uslovi za koherentnost svetlosnih talasa.Talasi čija razlika faza ne zavisi od vremena nazivaju se koherentni. Manifestacije u prirodi Primena interferencije Fenomen svetlosne interferencije se široko koristi u savremenoj tehnici. Jedna od takvih primjena je stvaranje optike „prevučene”. Fenomen savijanja mehaničkih talasa oko prepreka se opaža kada se rečni talasi slobodno savijaju oko objekata koji vire iz vode i šire se kao da tih objekata uopšte nema. Fenomen karakterističan za sve talasne procese. Zvučni valovi se također savijaju oko prepreka i možemo čuti signal automobila iza ugla kuće kada se sam auto ne vidi. Plan lekcije.1. Jungovo iskustvo.2. Šta je difrakcija.3. Hugensov princip.4. Hugens-Fresnel princip.5. Difrakcijski obrasci od raznih prepreka.6. Granice primjene geometrijske optike.7. Rezolucija optičkih uređaja.8. Zaključak. Sredinom 17. veka, italijanski naučnik F. Grimaldi je primetio čudne senke od malih objekata smeštenih u uskom snopu svetlosti. Ove sjene nisu imale jasne granice i bile su obrubljene obojenim prugama. Difrakcija svjetlosti je savijanje svjetlosnog vala oko neprozirnih tijela s prodorom u područje geometrijske sjene i stvaranjem interferentnog uzorka. Christiaan Huygens je odigrao veliku ulogu u razvoju ideje da je širenje svjetlosti talasni proces. Svaka tačka na površini do koje dođe svetlosni talas je sekundarni izvor svetlosnih talasa. Ovojnica sekundarnih talasa postaje talasna površina u sledećem trenutku. Augustin Fresnel je postavio temelje valne optike, dopunivši Huygensov princip idejom interferencije sekundarnih valova: konstruirao je kvantitativnu teoriju difrakcije. Svaki element talasnog fronta može se smatrati središtem sekundarnog poremećaja koji generiše sekundarne sferne talase, a rezultujuće svetlosno polje u svakoj tački u prostoru biće određeno interferencijom ovih talasa. Difrakcija svjetlosti se najjasnije manifestira kada je ispunjen ovaj uvjet (uslov promatranja difrakcije).Gdje je D veličina prepreke ili rupe,  talasna dužina svjetlosti, L je udaljenost od prepreke do mjesta gdje je difrakcijski uzorak se posmatra. l 2 D L Difrakcija takođe ograničava moć razlučivanja teleskopa. Maksimalna ugaona udaljenost () između svetlećih tačaka na kojima se one mogu razlikovati je određena odnosom talasne dužine () i prečnika sočiva (D). Difrakcija svjetlosti se koristi za stvaranje osjetljivih spektralnih uređaja. Fenomeni difrakcije donose ne samo koristi, već i štetu, ograničavajući rezoluciju optičkih instrumenata. II OPCIJA 1. B2. U 3. B4. D5.6. D 7. G 1. A2. B3. A4. G5. 6. A7.A 1. Šta je difrakcija?2. Formulirajte Huygensov princip.3.Formulirajte Huygens-Fresnel princip.4. Kako dobiti tamnu ili svijetlu tačku u centru difrakcijske šare rupe?5. Granice primjene geometrijske optike.6. Rezolucija optičkih instrumenata. Ne postoji odvojena interferencija i odvojena difrakcija - ovo je jedinstvena pojava, ali u određenim uslovima su izraženija svojstva interferencije, u drugim - difrakciona svojstva svetlosti. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Fizika: udžbenik za 11. razred. – M.: Obrazovanje Zhelezovsky B.Ya. Predavanja iz optike za studente SSU Nastavni kompleksi. Fizika, 7-11 razredi, Biblioteka vizuelnih pomagala Programi fizike, Fizika 7-11 razredi, Lokalna verzija Kiril i Mifodij, Obrazovne elektronske publikacije BENP Fizika

Interferencija mehaničkih talasa
Šta se dešava sa zvučnim talasima kada
razgovor između nekoliko ljudi dok orkestar svira,
pjeva hor itd.?
Šta opažamo kada u isto vrijeme uđemo u vodu?
padaju dva kamena
ili kapi?

Hajde da to pratimo na mehaničkom modelu

Interferencija.

Koherentni talasi.

Interferencija svjetlosti

Interferencija u tankim filmovima.

Jungov dijagram eksperimenta

Uočavanje smetnji u laboratorijskim uslovima

Interferencijski maksimumi i minimumi

Bubble

Njutnovo prstenje

Difrakcija je odstupanje od pravolinijskog prostiranja talasa.

Difrakcija svetlosnih talasa

Fresnelova teorija.

Udaljenost kroz koju se linije na rešetki ponavljaju naziva se periodom difrakcijske rešetke. Označeno slovom d. Ako

• Na staklenu površinu nanosi se tanak film

Obložena optika

Refleksija svjetlosti za ekstremne dijelove spektra - crvene i ljubičaste - bit će manja. Objektiv ima lila nijansu.

• Odstupanje smjera širenja valova od prave linije na granici prepreke (valovi se savijaju oko prepreka)
• Stanje: dimenzije prepreke moraju biti uporedive sa talasnom dužinom

Grimaldi iskustvo

• Sredinom 17. veka, italijanski naučnik Frančeska Marija Grimaldi je primetio čudne senke od malih objekata smeštenih u veoma uskom snopu svetlosti. Na naučnikovo iznenađenje, ove sjene nisu imale oštre granice, već su iz nekog razloga bile obrubljene obojenim prugama.

Uslovi posmatranja

• - veličina prepreke mora biti srazmerna talasnoj dužini svetlosti
• - udaljenost od prepreke do tačke posmatranja mora biti mnogo veća od veličine prepreke

Kao rezultat difrakcije, svjetlosni valovi koji dolaze iz različitih tačaka su superponirani (koherentni valovi), te se opaža smetnje talasi

Difrakcija manifestuje se u kršenju pravosti širenja svjetlosti!

Hajgensov princip Fresnel

• Svaka tačka na frontu talasa je izvor sekundarnih talasa, a svi sekundarni izvori su koherentni.

• Fresnel je dokazao linearno širenje svjetlosti i kvantitativno ispitao difrakciju na raznim vrstama prepreka.

Posebnosti

difrakcijski uzorak

Objašnjenje

Prorezane dimenzije slike

više veličina,

primljeno putem

geometrijski

konstrukcije

Sekundarni talasi idu iza

ivice proreza

Posebnosti

difrakcijski uzorak

Objašnjenje

U sredini slike se pojavljuje

svjetlosna pruga

Sekundarni talasi

smjer,

okomito na prorez,

imaju isto

faza. Stoga, kada su

superponirana amplituda

fluktuacije se povećavaju

Karakteristike difrakcije

Objašnjenje

Po rubovima slike - alternacija

svijetle i tamne pruge

Sekundarni talasi interferiraju

u pravcu pod uglom do

okomito na utor,

ima određenu faznu razliku, od

što rezultira

amplituda vibracije

• Difrakcija sprečava jasne slike malih objekata jer se svetlost savija oko objekata.
• Slike su mutne. Ovo se dešava kada su linearne dimenzije objekata manje od talasne dužine svetlosti.

Rezolucija mikroskopa i teleskopa

Ako su dvije zvijezde na maloj kutnoj udaljenosti jedna od druge, onda se ti prstenovi preklapaju jedan s drugim i oko ne može razlikovati da li postoje dvije svjetleće točke ili jedna.

Fenomen interferencije nastaje kada dva ili više talasa iste frekvencije, koji se šire u različitim smjerovima, međusobno djeluju. Štaviše, primećuje se i u talasima koji se šire u medijima i u elektromagnetnim talasima. Odnosno, interferencija je svojstvo talasa kao takvih i ne zavisi ni od svojstava medija ni od njegovog prisustva. Interferencija

Stabilan obrazac naizmjeničnih maksimuma i minimuma oscilacija tačaka u mediju kada su koherentni valovi superponirani Koherentni valovi su valovi iste frekvencije sa konstantnom faznom razlikom Interferencija Često se susrećemo sa fenomenom interferencije: duginom bojom uljanih mrlja na asfaltu, boja ledenog prozorskog stakla, fensi šareni uzorci na krilima Neki leptiri i bube su sve manifestacije svjetlosnih smetnji.

Difrakcija Fenomen difrakcije nastaje kada se kompleksna svjetlost razloži. Položaj maksimuma i minimuma koji čine uzorak difrakcije zavisi od talasne dužine svetlosti. Stoga, kada se posmatra u kompleksnoj svjetlosti, na primjer u bijeloj, gdje su predstavljene različite valne dužine, difrakcijski maksimumi za različite boje će biti na različitim mjestima.

Difrakcija Fenomen difrakcije nameće ograničenja u primjeni zakona geometrijske optike: Zakon pravolinijskog širenja svjetlosti, zakoni refleksije i prelamanja svjetlosti zadovoljavaju se prilično precizno samo ako je veličina prepreka mnogo veća od svjetlosti. talasna dužina. Difrakcija nameće ograničenje na rezoluciju optičkih instrumenata: - u mikroskopu, kada se posmatraju veoma mali objekti, slika se ispostavi da je mutna - u teleskopu, kada posmatramo zvezde, umesto slike tačke, dobijamo sistem svijetlih i tamnih pruga.

Disperzija Disperzija talasa je razlika u faznim brzinama talasa u zavisnosti od njihove frekvencije. Disperzija talasa dovodi do činjenice da talasni poremećaj proizvoljnog neharmoničnog oblika prolazi kroz promene (disperzuje) kako se širi. Ponekad se disperzija valova razumije kao proces razlaganja širokopojasnog signala u spektar, na primjer, korištenjem difrakcijskih rešetki.

Disperzija Crveni zalazak sunca, jedan od rezultata raspadanja svjetlosti u Zemljinoj atmosferi. Razlog za ovu pojavu je zavisnost indeksa prelamanja gasova koji čine Zemljinu atmosferu od talasne dužine svetlosti. Duga, čije su boje određene disperzijom, jedna je od ključnih slika kulture i umjetnosti. Zahvaljujući disperziji svjetlosti, moguće je uočiti obojenu "igru svjetlosti" na fasetama dijamanta i drugih prozirnih fasetiranih predmeta ili materijala. U ovom ili onom stepenu, efekti duge se često nalaze kada svjetlost prođe kroz gotovo svaki prozirni predmet. U umjetnosti se mogu posebno intenzivirati i naglasiti.

Polarizacija Polarizovani talas je poprečni talas u kome sve čestice osciluju u istoj ravni. Takav val se može dobiti pomoću gumenog užeta ako mu se na putu postavi barijera s tankim prorezom. Prorez će dozvoliti samo vibracije koje se javljaju duž njega.

Malusov zakon Linearno polarizovana svetlost se može posmatrati, na primer, u laserskom zračenju. Drugi način za proizvodnju linearno polarizirane svjetlosti je prolazak prirodne svjetlosti kroz polaroid (polarizacijski filter), koji slobodno prenosi komponentu svjetlosti polariziranu duž odabranog smjera i potpuno apsorbira svjetlost sa okomitom polarizacijom. Ako na takav polaroid padne linearno polarizovan val, tada će intenzitet I propuštene svjetlosti ovisiti o kutu a između smjera polarizacije upadne svjetlosti i odabranog smjera samog polaroida na sljedeći način: I = I 0 cos 2 a

Elipsometrija Elipsometrija je skup metoda za proučavanje površina tekućih i čvrstih tijela zasnovanih na stanju polarizacije svjetlosnog snopa koji se odbija od ove površine i prelama na njoj. Ravan polarizovana svjetlost koja pada na površinu poprima eliptičnu polarizaciju nakon refleksije i prelamanja zbog prisustva tankog prelaznog sloja na sučelju. Odnos između optičkih konstanti sloja i parametara eliptično polarizovane svjetlosti uspostavljen je na osnovu Fresnelovih formula. Metode za osjetljiva beskontaktna istraživanja površine tekućina ili čvrstih tijela, adsorpcijskih procesa, korozije itd. zasnivaju se na principima elipsometrije.

Slajd 2

Interferencija svjetlosti

• Interferencija je jedan od najuvjerljivijih dokaza o svojstvima talasa.
• Interferencija je svojstvena talasima bilo koje prirode.
• Interferencija svjetlosnih valova je dodavanje dva koherentna vala, zbog čega se u različitim točkama u prostoru opaža povećanje ili smanjenje rezultirajućih svjetlosnih vibracija.