Интерференция света. Дифракция света. Дисперсия света

1. Интерференция света Дифракция света Дисперсия света

2.

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,

3.

Опыт Юнга по интерференции света

4.

При сложении
световых волн в
максимумах
наблюдаются
светлые полосы
большой яркости, в
минимумах –
темные полосы

5. Распределение интенсивности в интерференционной картине. Целое число m – порядок интерференционного максимума.

6.

Другие опыты по интерференции света
Зеркала Френеля
Бипризма Френеля

7.

Интерференция света в тонких плёнках

8. Наблюдение колец Ньютона

Интерференция
возникает при
сложении волн,
отразившихся от
двух сторон
воздушной
прослойки. «Лучи» 1
и 2 – направления
распространения
волн; h – толщина
воздушного зазора.

9.

10.

Применение интерференции
Просветление оптики

11.

Просветление оптики

12. Интерференция света вокруг нас

13.

Дифракция света это явление огибания световыми
волнами препятствий и проникновения света в область
геометрической тени.
опыт В.К. Аркадьева

14.

15.

Нарезка компакт-диска
может считаться
дифракционной решёткой.
Хорошие решётки требуют очень
высокой точности изготовления.
Если хоть одна щель из множества
будет нанесена с ошибкой, то
решётка будет бракована. Машина
для изготовления решёток прочно и
глубоко встраивается в специальный
фундамент. Перед началом
непосредственного изготовления
решёток, машина работает 5-20
часов на холостом ходу для
стабилизации всех своих узлов.
Нарезание решётки длится до 7
суток, хотя время нанесения штриха
составляет 2-3 секунды.

16.

Наши ресницы
с промежутками между ними
представляют собой грубую
дифракционную решетку.
Поэтому если посмотреть,
прищурившись,
на яркий источник света,
то можно обнаружить
радужные цвета.
Белый свет разлагается
в спектр при дифракции
вокруг ресниц.

17.

Если ширина прозрачных щелей
(или отражающих полос) равна а ,
а ширина непрозрачных промежутков
(или рассеивающих свет полос) b,
то величина d=a+b называется
периодом решетки.

18.

Дифракционный предел разрешения оптических инструментов
Для объектива телескопа
дифракционный предел
разрешения:
Для объектива микроскопа:

19.

здоровый глаз
глаз с катарактой
Так видит яркие источники света
человек больной катарактой

20.

21. Исаак Ньютон

Дисперсия

22.

Явление дисперсии было открыто Исааком
Ньютоном и считается одной из важнейших его
заслуг.
В 1666 году Ньютон пропустил солнечный луч
через кусок стекла, называемый призмой.
Свет, который прошел через призму, распался на
все цвета радуги. Так Ньютон открыл, что обычный
белый цвет состоит из многих цветов, смешанных
друг с другом.

23. С П Е К Т Р

СПЕКТР

24.

25.

Исаак Ньютон условно выделил
в спектре семь основных цветов:
КРАСНЫЙ
ОРАНЖЕВЫЙ
ЖЁЛТЫЙ
ЗЕЛЁНЫЙ
ГОЛУБОЙ
СИНИЙ
ФИОЛЕТОВЫЙ
Порядок расположения цветов можно запомнить по
аббревиатуре слов:
«каждый охотник желает знать,
где сидит фазан».

26.

27.

Монохроматический свет – одноцветный свет
Каждой цветности соответствует своя длина и
частота волны.
760 – 620 – 590 – 560 – 500 – 480 – 450 –
620
590
560
500
480
450
380
нм
нм
нм
нм
нм
нм
нм

28.

29.

Спектральным разложением называется
разложение несинусоидальной волны (белого света)
на синусоидальные компоненты (монохроматические
волны).
Дисперсией называется зависимость скорости
света в веществе от частоты волны.
За счёт дисперсии происходит разложение белого
света (но это происходит и при интерференции,
дифракции, поляризации). В веществе же скорость
света есть функция частоты и показатель
преломления.
n
c
f ( )

30.

Различным цветам
соответствуют волны
различной длины. Никакой
определенной длины
волны белому свету не
соответствует.

31.

Механизм дисперсии объясняется следующим образом
1. Электромагнитная волна возбуждает в веществе
вынужденные колебания электронов в атомах и
молекулах.
2. Колеблющиеся электроны становятся вторичными
источниками электромагнитных волн с такой же частотой,
но со сдвигом фазы.
3. Поскольку первичные и вторичные волны когерентны, они
интерферируют, и результирующая волна
распространяется со скоростью, отличной от скорости
света в вакууме.
4. Так как дисперсия возникает вследствие взаимодействия
частиц вещества со световой волной, то это явление
связано с поглощением света – превращением энергии
электромагнитной волны во внутреннюю энергию
вещества. Максимальное поглощение энергии возникает
при резонансе, когда частота падающего излучения равна
частоте колебаний атомов.
5. При переходе волны из одной среды в другую изменяются
и скорость, и длина волны, а частота колебаний остается
неизменной.

32. Томас Юнг

Красный
+
Зеленый
+
Голубой
=
Белый свет
1807 год

33.

При наложении друг на друга получаем всевозможные
оттенки по нассыщенности и цвету.

34.

35.

Трёх основных цветов достаточно для полного
цветового восприятия: красного, синего, зелёного.