волновая оптика (1)

1. Волновая О П Т И К А

Корпускулярная теория света:
Свет – это поток частиц (корпускул), идущих
от источника во все стороны.
Волновая теория света:
Свет- это электромагнитные волны.
ОПТИКА
Геометрическая
изучает законы распространения света,
основанные на понятии луча, без учета
природы света
Волновая
изучает распространение света
на основании его волновой
природы

2.

Принцип Гюйгенса: каждая точка среды, до которой дошло
возмущение, сама становится источником вторичных волн.
Скорость света в вакууме:
с 3 10 м / с
8
точечный
источник
Длина световой волны:
с
Гюйгенс
Опыт Физо

3.

Длина волны и частота излучения световых волн:
λ,
нм
ν,
ТГц
700
650
600
550
500
450
400
К О Ж З Г С Ф
430
460
500
545
600
670
750
Свет, представляющий собой набор волн
одинаковой длины – монохроматический.

4.

1. Дисперсия
2. Интерференция
3. Дифракция
4. Поляризация

5.

1.
Дисперсия света - это явление зависимости
абсолютного показателя преломления
вещества от частоты (или длины волны) света.
Исаак Ньютон наблюдал
дисперсию, пропуская
свет через призму.
nф nкр
с
nср
ср
Белый
свет
ф кр
К
О
Ж
З
Г
С
Ф
Радуга
э
к
р
а
н

6.

Белый свет
представляет
собой набор
волн
различной
длины.
Белый свет является полихроматическим.

7.

2.
Интерференция –
явление сложения волн
в пространстве, при
котором наблюдается
устойчивая во времени
картина усилений или
ослаблений результирующих колебаний.
Интерферируют только когерентные волны.
Условия когерентности волн:
1. Одинаковая частота (длина волны).
2. Постоянная разность хода.
Модель

8.

Если волны приходят в точку А в
одинаковой фазе, то в точке А
наблюдается максимум – волны
усиливают друг друга.
А
d1
d d 2 d1
Δd
d2
S1
S2
Результат
2
X
1
O
Условие max:
t
d k , k 0,1,2,3....

9.

Если волны приходят в точку
А в противоположных фазах,
то в точке А наблюдается
минимум – волны ослабляют
друг друга.
S1
d1
Δd
А
d2
X
O
1 2
S2
Результат
t
Условие min: d 2k 1 k 0,1,2,3....
2

10.

Интерференция в тонких плёнках:
S
Кольца Ньютона:
фильм
Кольца Ньютона

11.

3.
Дифракция – явление огибания волной препятствия.
Принцип Гюйгенса – Френеля: волновая
поверхность в любой момент времени
представляет собой не просто огибающую
вторичных волн,
а результат их
интерференции.
Дифракционные картины от разных препятствий

12.

Дифракционная решетка представляет собой
совокупность большого числа узких щелей,
разделенных непрозрачными промежутками.
d
d – период (постоянная)
дифракционной решетки.
1
d
N
d1
d м
N – число штрихов на 1 м.
d2
d1>d2

13.

max или min
d
Δd
Условие max:
d k d sin k
d d sin

14.

3 min
3 max
2 min
2 max
1 min
1 max
d sin k ,
1 min
2 min
главный 1 max
max
3 min
2 max
3 max
к – порядок максимума:
гл. max : k 0 2 max : k 2
1 max : k 1
n max : k n

15.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
Электромагнитная волна – распространяющиеся
в пространстве
колебания векторов Е и В .
Электромагнитная волна поперечна.
с
Е
В
Е
Y
900
В
Z
с
X

16.

4.
Естественный (неполяризованный) свет – свет, в котором
присутствуют все возможные направления вектора
напряженности.
Е
Поляризованный свет – свет, в котором присутствует
только одно направление вектора напряженности.
Е
Поляризованная волна

17.

Свет поляризуется при прохождении через
поляроид.
Iест
Р1
I0
Р2
I
Свет не
проходит
Неполяризованный
свет
I0 = ½ Iест
Поляризованный
свет