Презентация "Дифракция" 11 класс

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 волны определяется соотношением между длиной волны λ и размером препятствия d.

Дифракция – отклонение от прямолинейного распространения и огибание волнами препятствий

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 не наблюдается (исключение: края преград)

Дифракция наблюдается

– длина волны

– диаметр отверстия

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

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

Дифракция проявляется в нарушении прямолинейности распространения света!

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

волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции.

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

Слева кольца Ньютона в красном и зелёном свете.

Вид дифракционной картины аналогичен интерференционной также представляет собой чередование максимумов и минимумов освещённости.

Опыты Пуассона, 1818 г.

Щель играет роль точечного источника волн!

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)

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

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

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

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

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

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'.

Дифракционная решетка – спектральный прибор, служащий для разложения света и измерения длины волны

Окружающие звезды лучи возникли в результате дифракции света в телескопе.

Заозёрск. май 2010

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

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

Экран расположен на расстоянии 50 см от диафрагмы, которая освещается желтым светом с длиной волны 589 нм от натриевой лампы. При каком диаметре диафрагмы будет справедливо приближение геометрической оптики