Aplikácia interferencie svetla. Difrakcia svetla. (Prezentácia). Rušenie. prezentácia na hodinu fyziky (11. ročník) na tému Javy interferencie a difrakcie vĺn stiahnuť prezentáciu

Ak chcete zobraziť prezentáciu s obrázkami, dizajnom a snímkami, stiahnite si jeho súbor a otvorte ho v PowerPointe na vašom počítači.
Textový obsah snímok prezentácie: Prezentácia učiteľky Mestskej vzdelávacej inštitúcie „Stredná škola č. 56 s UIOP“ v Saratove Sukhova Tatyana Mikhailovna Interferencia svetla. Interferencia je sčítanie dvoch (alebo viacerých) svetelných vĺn, pri ktorých sa intenzita svetla v niektorých bodoch priestoru zvyšuje a v iných zoslabuje Podmienky koherencie svetelných vĺn Vlny, ktorých fázový rozdiel nezávisí od času, sa nazývajú koherentné. Prejavy v prírode Aplikácia interferencie Fenomén interferencie svetla je široko používaný v modernej technike. Jednou z takýchto aplikácií je vytvorenie „potiahnutej“ optiky. Fenomén mechanického ohýbania vĺn okolo prekážok sa pozoruje vtedy, keď sa riečne vlny voľne ohýbajú okolo predmetov vyčnievajúcich z vody a šíria sa, akoby tam tieto objekty vôbec neboli. Fenomén charakteristický pre všetky vlnové procesy. Zvukové vlny sa ohýbajú aj okolo prekážok a za rohom domu môžeme počuť signál auta, keď auto samotné nie je vidieť. Plán lekcie.1. Jungova skúsenosť.2. Čo je difrakcia.3. Hugensov princíp.4. Hugensov-Fresnelov princíp.5. Difrakčné obrazce od rôznych prekážok.6. Hranice použiteľnosti geometrickej optiky.7. Rozlíšenie optických zariadení.8. Záver. V polovici 17. storočia taliansky vedec F. Grimaldi pozoroval zvláštne tiene z malých predmetov umiestnených v úzkom lúči svetla. Tieto tiene nemali jasné hranice a boli ohraničené farebnými pruhmi. Difrakcia svetla je ohyb svetelnej vlny okolo nepriehľadných telies s prienikom do oblasti geometrického tieňa a vznikom interferenčného obrazca tam. Christiaan Huygens zohral hlavnú úlohu vo vývoji myšlienky, že šírenie svetla je vlnový proces. Každý bod na povrchu dosiahnutý svetelnou vlnou je sekundárnym zdrojom svetelných vĺn. Obálka sekundárnych vĺn sa v nasledujúcom časovom okamihu stáva vlnovou plochou. Augustin Fresnel položil základy vlnovej optiky, doplnil Huygensov princíp o myšlienku interferencie sekundárnych vĺn: skonštruoval kvantitatívnu teóriu difrakcie. Každý prvok čela vlny možno považovať za stred sekundárnej poruchy generujúcej sekundárne sférické vlny a výsledné svetelné pole v každom bode v priestore bude určené interferenciou týchto vĺn. Difrakcia svetla sa prejaví najzreteľnejšie pri splnení tejto podmienky (podmienka pozorovania difrakcie) kde D je veľkosť prekážky alebo otvoru,  je vlnová dĺžka svetla, L je vzdialenosť od prekážky k miestu, kde je difrakčný obrazec. sa dodržiava. l 2 D L Difrakcia tiež obmedzuje rozlišovaciu schopnosť ďalekohľadu. Maximálna uhlová vzdialenosť () medzi svetelnými bodmi, pri ktorej ich možno rozlíšiť, je určená pomerom vlnovej dĺžky () k priemeru šošovky (D). Difrakcia svetla sa používa na vytváranie citlivých spektrálnych zariadení. Difrakčné javy prinášajú nielen výhody, ale aj škody, ktoré obmedzujú rozlišovaciu schopnosť optických prístrojov. II MOŽNOSŤ 1. B2. AT 3. B4. D5.6. D 7. G 1. A2. B3. A4. G5. 6. A7.A 1. Čo je to difrakcia?2. Formulujte Huygensov princíp.3.Sformulujte Huygensov-Fresnelov princíp.4. Ako získať tmavý alebo svetlý bod v strede difrakčného obrazca diery?5. Hranice použiteľnosti geometrickej optiky.6. Rozlíšenie optických prístrojov. Neexistuje žiadna samostatná interferencia a oddelená difrakcia - ide o jediný jav, ale za určitých podmienok sú interferenčné vlastnosti výraznejšie, v iných - difrakčné vlastnosti svetla. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Fyzika: učebnica pre 11. ročník. – M.: Vzdelávanie Zhelezovsky B.Ya. Prednášky z optiky pre študentov SSUVzdelávacie komplexy. Fyzika, 7-11 ročníkov, Knižnica vizuálnych pomôcok Physikon programy, Fyzika 7-11 ročníkov, Lokálna verzia Kirill a Mifodiy, Vzdelávacie elektronické publikácie BENP Physics

Interferencia mechanických vĺn, pridávanie vĺn
Čo sa stane so zvukovými vlnami, keď
rozhovor medzi niekoľkými ľuďmi, keď hrá orchester,
spieva zbor a pod.?
Čo pozorujeme, keď súčasne vstupujeme do vody?
padnú dva kamene
alebo kvapky?

Pozrime sa na to na mechanickom modeli

Rušenie.

Súdržné vlny.

Rušenie svetla

Interferencia v tenkých vrstvách.

Jungov diagram experimentu

Pozorovanie interferencií v laboratórnych podmienkach

Interferenčné maximá a minimá

Bublina

Newtonove prstene

Difrakcia je odchýlka od priamočiareho šírenia vĺn.

Difrakcia svetelných vĺn

Fresnelova teória.

Vzdialenosť, cez ktorú sa opakujú čiary na mriežke, sa nazýva perióda difrakčnej mriežky. Označuje sa písmenom d. Ak

• Na povrch skla sa nanesie tenký film

Potiahnutá optika

Odraz svetla pre krajné časti spektra – červenú a fialovú – bude menší. Šošovka má fialový odtieň.

• Odchýlka smeru šírenia vĺn od priamky na hranici prekážky (vlny ohýbajúce sa okolo prekážok)
• podmienka: rozmery prekážky musia byť porovnateľné s vlnovou dĺžkou

Grimaldiho skúsenosť

• V polovici 17. storočia talianska vedkyňa Francesca Maria Grimaldi spozorovala zvláštne tiene z malých predmetov umiestnených vo veľmi úzkom lúči svetla. Na prekvapenie vedca tieto tiene nemali ostré hranice, ale z nejakého dôvodu boli ohraničené farebnými pruhmi.

Podmienky pozorovania

• - veľkosť prekážky musí byť primeraná dĺžke svetelnej vlny
• - vzdialenosť od prekážky k pozorovaciemu bodu musí byť oveľa väčšia ako veľkosť prekážky

V dôsledku difrakcie sa svetelné vlny prichádzajúce z rôznych bodov superponujú (koherentné vlny) a pozorujú sa rušenie vlny

Difrakcia sa prejavuje porušením priamosti šírenia svetla!

Huygensov princíp Fresnel

• Každý bod na čele vlny je zdrojom sekundárnych vĺn a všetky sekundárne zdroje sú koherentné.

• Fresnel dokázal lineárne šírenie svetla a kvantitatívne skúmal difrakciu rôznymi typmi prekážok.

Zvláštnosti

difrakčný obrazec

Vysvetlenie

Rozmery štrbinového obrazu

viac veľkostí,

prijaté cez

geometrický

stavby

Sekundárne vlny idú pozadu

okraje štrbiny

Zvláštnosti

difrakčný obrazec

Vysvetlenie

V strede obrazu sa objaví

svetlý pruh

Sekundárne vlny v

smer,

kolmo na štrbinu,

mať rovnaké

fáza. Preto, keď oni

superponovaná amplitúda

kolísanie sa zvyšuje

Vlastnosti difrakcie

Vysvetlenie

Pozdĺž okrajov obrázka - striedanie

svetlé a tmavé pruhy

Sekundárne vlny rušia

v smere pod uhlom k

kolmo na štrbinu,

majúci určitý fázový rozdiel, od

ktorý výsledný

amplitúda vibrácií

• Difrakcia zabraňuje jasným obrazom malých predmetov, pretože svetlo sa ohýba okolo predmetov.
• Obrázky sa zdajú byť rozmazané. K tomu dochádza, keď sú lineárne rozmery predmetov menšie ako vlnová dĺžka svetla.

Rozlíšenie mikroskopu a ďalekohľadu

Ak sú dve hviezdy v malej uhlovej vzdialenosti od seba, potom sa tieto krúžky navzájom prekrývajú a oko nedokáže rozlíšiť, či existujú dva svetelné body alebo jeden.

K javu interferencie dochádza, keď na seba vzájomne pôsobia dve alebo viac vĺn rovnakej frekvencie, ktoré sa šíria rôznymi smermi. Okrem toho je pozorovaný ako vo vlnách šíriacich sa v médiách, tak aj v elektromagnetických vlnách. To znamená, že interferencia je vlastnosťou vĺn ako takých a nezávisí ani od vlastností média, ani od jeho prítomnosti. Rušenie

Stabilný obrazec striedania maxím a miním oscilácií bodov v prostredí pri superponovaní koherentných vĺn Koherentné vlny sú vlny rovnakej frekvencie s konštantným fázovým rozdielom Interferencia S interferenčnými javmi sa stretávame pomerne často: dúhová farba olejových škvŕn na asfalte, farba mrazivého okenného skla, efektné farebné vzory na krídlach Niektoré motýle a chrobáky sú všetko prejavom rušenia svetla.

Difrakcia Fenomén difrakcie nastáva pri rozklade komplexného svetla. Poloha maxím a miním, ktoré tvoria difrakčný obrazec, závisí od vlnovej dĺžky svetla. Preto pri pozorovaní v komplexnom svetle, napríklad v bielom, kde sú zastúpené rôzne vlnové dĺžky, budú difrakčné maximá pre rôzne farby na rôznych miestach.

Difrakcia Fenomén difrakcie obmedzuje aplikáciu zákonov geometrickej optiky: Zákon priamočiareho šírenia svetla, zákony odrazu a lomu svetla sú splnené celkom presne len vtedy, ak je veľkosť prekážok oveľa väčšia ako svetlo. vlnová dĺžka. Difrakcia obmedzuje rozlišovaciu schopnosť optických prístrojov: - v mikroskope pri pozorovaní veľmi malých predmetov sa obraz ukáže ako rozmazaný - v ďalekohľade pri pozorovaní hviezd namiesto obrazu bodu dostaneme sústavu zo svetlých a tmavých pruhov.

Disperzia Disperzia vĺn je rozdiel fázových rýchlostí vĺn v závislosti od ich frekvencie. Vlnová disperzia vedie k tomu, že vlnová porucha ľubovoľného neharmonického tvaru podlieha zmenám (disperguje) pri šírení. Niekedy sa vlnová disperzia chápe ako proces rozkladu širokopásmového signálu na spektrum, napríklad pomocou difrakčných mriežok.

Disperzia Červený západ slnka, jeden z výsledkov rozkladu svetla v zemskej atmosfére. Dôvodom tohto javu je závislosť indexu lomu plynov, ktoré tvoria zemskú atmosféru, od vlnovej dĺžky svetla. Dúha, ktorej farby sú určené rozptylom, je jedným z kľúčových obrazov kultúry a umenia. Vďaka rozptylu svetla je možné pozorovať farebnú „hru svetla“ na fazetách diamantu a iných priehľadných fazetovaných predmetoch či materiáloch. Do tej či onej miery sa dúhové efekty vyskytujú pomerne často, keď svetlo prechádza takmer akýmkoľvek priehľadným objektom. V umení môžu byť špecificky zosilnené a zdôraznené.

Polarizácia Polarizovaná vlna je priečna vlna, v ktorej všetky častice kmitajú v rovnakej rovine. Takúto vlnu je možné získať pomocou gumenej šnúry, ak je v jej ceste umiestnená bariéra s tenkou štrbinou. Štrbina umožní len vibrácie, ktoré sa vyskytujú pozdĺž nej.

Malusov zákon Lineárne polarizované svetlo možno pozorovať napríklad v laserovom žiarení. Ďalším spôsobom výroby lineárne polarizovaného svetla je prechod prirodzeného svetla cez polaroid (polarizačný filter), ktorý voľne prepúšťa zložku svetla polarizovanú pozdĺž zvoleného smeru a úplne absorbuje svetlo s kolmou polarizáciou. Ak na takýto polaroid dopadá lineárne polarizovaná vlna, potom intenzita I prechádzajúceho svetla bude závisieť od uhla a medzi smerom polarizácie dopadajúceho svetla a zvoleným smerom samotného polaroidu takto: I = I 0 cos 2 a

Elipsometria Elipsometria je súbor metód na štúdium povrchov kvapalných a pevných telies založených na stave polarizácie svetelného lúča odrazeného od tohto povrchu a lomeného na ňom. Rovinne polarizované svetlo dopadajúce na povrch získava pri odraze a lomu eliptickú polarizáciu v dôsledku prítomnosti tenkej prechodovej vrstvy na rozhraní. Vzťah medzi optickými konštantami vrstvy a parametrami elipticky polarizovaného svetla je stanovený na základe Fresnelových vzorcov. Na princípoch elipsometrie sú založené metódy pre citlivé bezkontaktné štúdium povrchu kvapalín alebo pevných látok, adsorpčných procesov, korózie atď.

Snímka 2

Rušenie svetla

• Interferencia je jedným z najpresvedčivejších dôkazov vlastností vĺn.
• Rušenie je vlastné vlnám akejkoľvek povahy.
• Interferencia svetelných vĺn je sčítanie dvoch koherentných vĺn, v dôsledku čoho sa v rôznych bodoch priestoru pozoruje zvýšenie alebo zníženie výsledných svetelných vibrácií.