Повторим пройденный материал
Дисперсия это…
Цветность световых волн зависит от…
Источники называются когерентными, если…
Скорость какого излучения больше: красного или фиолетового?
Интерференция это…
Назовите условие максимума и минимума интерференции
В тетрадке красным цветом написано «отлично» и зеленим «хорошо». Имеется 2 стекла – красное и зеленое. Что вы увидите в тетрадке, глядя через них?
Поведение звуковых и механических волн
Поведение волны определяется соотношением между длиной волны λ и размером препятствия d.
Дифракция механических волн
Дифракция – отклонение от прямолинейного распространения и огибание волнами препятствий
Дифракция механических волн
Дифракция
Дифракция
Дифракция
Общее свойство волн любой природы
Существует всегда
Становится заметной, если размеры препятствия меньше длины волны
Причина: вторичные волны, создаваемые точками среды, находящимися на краях отверстий или препятствий (принцип Гюйгенса), проникают за препятствие, волновая поверхность искривляется и волна огибает препятствие
Дифракция механических волн
Дифракция не наблюдается (исключение: края преград)
Дифракция наблюдается
– длина волны
– диаметр отверстия
Условие наблюдения дифракции
Дифракция наблюдается, если длина световой волны будет больше размеров препятствия:
d – размер препятствия
l – расстояние от препятствия до экрана
λ – длина волны
l ≥ d2 / λ
Дифракция света
Из-за дифракции от отверстий выходят два частично перекрывающихся конуса
Когерентные волны интерферируют
Для дифракции характерно не столько загибание за края преград, сколько возникновение за преградой интерференционной картины
Дифракция света – отклонение от прямолинейного направления на резких неоднородностях среды
Принцип Гюйгенса-Френеля
Волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции
Френель построил количественную теорию дифракции, позволяющую рассчитывать дифракционную картину, возникающую при огибании светом любых препятствий
Принцип Гюйгенса-Френеля:
волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции.
Принцип Гюйгенса- Френеля
Возмущение в любой точке является результатом интерференции элементарных вторичных волн, излучаемых каждым элементом некоторой волновой поверхности
Решить задачу дифракции – значит найти распределение интенсивности света на экране в зависимости от размеров и формы препятствий вызывающих дифракцию
Опыты Френеля
Вид дифракционной картины аналогичен интерференционной также представляет собой чередование максимумов и минимумов освещённости.
Слева кольца Ньютона в красном и зелёном свете.
Дифракционная картина
Вид дифракционной картины аналогичен интерференционной также представляет собой чередование максимумов и минимумов освещённости.
Опыты Пуассона, 1818 г.
Дифракционные картины от различных препятствий
Дифракция на дисках различного диаметра.
В центре т.н. пятно Пуассона
Дифракция на прямолинейном крае
Дифракция на круглом отверстии по мере приближения к экрану с отверстием
Условие минимумаКогда на отверстии укладывается четное число зон, то в точке наблюдения возникнет минимум (темное пятно)
Условие максимумаКогда на отверстии укладывается нечетное число зон, то в точке наблюдения возникнет максимум (светлое пятно)
Дифракция
на малом отверстии
Наблюдение дифракции
Дифракционная решётка представляет собой чередующиеся щели и непрозрачные промежутки.
d – период дифракционной решётки
n – густота штрихов (в СИ: м-1)
d = a + b d = 1 / n
Дифракция на двух щелях
Если ширина каждой щели b изменяется, а расстояние между щелями d остается постоянным то:
при уменьшении b ширина дифракционной картины увеличивается, а ее яркость уменьшается
при этом период интерференционных полос остаётся неизменным
условие главных максимумов
Если ширина щелей b остается постоянной, а расстояние d между щелями изменяется то:
частота следования интерференционных полос увеличивается пропорционально расстоянию d между щелями, в то время как ширина дифракционной картины остаётся неизменной и зависит только от b
Дифракция на двух щелях
условие дополнительных минимумов
Чем больше число щелей, тем более резко очерченымаксимумы и тем более широкими минимумамиони разделены
Световая энергия перераспределяется так, что большая ее часть приходится на максимумы, а в минимумы попадает незначительная часть энергии
Дифракционная решетка - спектральный прибор, служащийдля разложения света в спектр и измерения длины волны
Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками
период решетки
Дифракционная решетка
Условие max:
- длина волны
- угол отклонения световых лучей вследствие дифракции
k - порядок спектра
- период решетки
Дифракционная решетка – совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками
- период решетки
Условие max:
- длина волны
- угол отклонения световых лучей вследствие дифракции
k - порядок спектра
- период решетки
Дифракционная решётка
k max =[d / λ] N = 2 k + 1
N - общее количество спектров
k max- максимальный порядок спектра
n - количество штрихов на мм
Способность раздельного наблюдения двух спектральных линий, имеющих близкие длины волн называют разрешающей способностью решетки
Наши ресницы с промежутками между ними представляют собой грубую дифракционную решетку. Если посмотреть прищурившись, на яркий источник света, то можно обнаружить радужные цвета
Возможность различать две близко друг к другу расположенные точки, называется разрешающей способностью, или остротой зрения. В качестве стандарта остроты зрения принята способность различить две точки, разделенные углом в 1'.
Дифракционные спектры
Дифракционная решетка – спектральный прибор, служащий для разложения света и измерения длины волны
Дифракция налагает предел на разрешающую способность телескопа и микроскопа
Окружающие звезды лучи возникли в результате дифракции света в телескопе.
Отличия дифракционного и дисперсионного спектров
Чередование цветов в дисперсионном спектре идёт от фиолетового к красному (от меньшей длины волны к большей), в дифракционном –наоборот.
В дифракционном спектре красная часть отклонена больше, чем фиолетовая, в дисперсионном- наоборот.
Явления дифракции и интерференции света помогают Природе раскрашивать всё живое, не прибегая киспользованию красителей
Границы применимости геометрической оптики
Дифракция устанавливает предел разрешающей способности любого оптического прибора
Дифракция не видна, резкая тень
Проявляются волновые свойства, изображение смазывается
– расстояние до предмета, d – размер предмета
Дифракционная решетка, постоянная которой равна 0,004 мм, освещается светом с длиной волны 687 нм. Под каким углом к решетке нужно проводить наблюдение, чтобы видеть изображение спектра второго порядка
В лабораторной работе по определению длины волны с помощью дифракционной решётки получают первый дифракционный максимум на экране на расстоянии 30 см от средней линии. Период решётки 2·10-3мм, а расстояние от экрана до решётки 1,5 м. Определите длину световой волны.
Дано: Решение: Запишем формулу дифракционной решетки:
k = 1 d·sinφ = k λ Выразим λ:
d =2·10-6 м λ = d·sinφ / k
b = 0,3 м Для малых углов: sinφ ≈ tg φ = b / a
а = 1,5 м Тогда получим: λ = (d·b) / (kа)
λ - ? После подстановки численных данных имеем: λ = 400 нм Ответ: λ = 400 нм
а
b
1
0
На дифракционную решетку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, падает монохроматический свет длиной волны 500 нм. Свет падает на решетку перпендикулярно. Какой наибольший порядок спектра можно наблюдать?
Какое наименьшее число штрихов должна содержать решетка, чтобы в спектре первого порядка можно было разрешить две желтые линии натрия с длинами волн 589 нм и 589,6 нм. Какова длина такой решетки, если постоянная решетки 10 мкм
Щель размером 0,5 мм освещается зеленым светом от лазера с длиной волны 500 нм. На каком расстоянии от щели можно отчетливо наблюдать дифракционную картину
Материалы на данной страницы взяты из открытых источников либо размещены пользователем в соответствии с договором-офертой сайта. Вы можете сообщить о нарушении.