Презентация к уроку по физике на тему "Дифракция света" для 11 класса

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА §71,72 ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА  1 Дифракция световых волн 2 Условие дифракции 3.Теория дифракции 4. Следствия теории дифракции 5 Дифракционная решетка 6 Применение дифракции

« Свет обойдёт препятствия, чтобы  « Свет обойдёт препятствия, чтобы  снова стремиться по кратчайшему  снова стремиться по кратчайшему  пути» пути»                                А. Гитович                                А. Гитович

1 Дифракция световых волн ­    – явление  огибания  световыми волнами  препятствий, проникновение в область геометрической  тени.   1675 г. – Ф. Гримальди (Италия)  –  открытие явления 1672 г. – Р.Гук(Англия)  –  описание явления 1668 г. – И. Ньютон (Англия) –  исследование спектра дифракции 1802г. – Т. Юнг (Англия) –  условия наблюдения, измерениеλсв 1816 г. – Ж. Френель(Франция) –  теория дифракции

Гримальди Франческо Мария  (1618 ­ 1663) (ИТАЛИЯ) Родился 2 апреля 1618 в Болонье. 18 марта 1632  вступил в орден иезуитов, в течение 1637­45 гг.  изучал философию, риторику, теологию, в 1647 г.  получил степень доктора философии, в 1651 г.  принял сан священника. Преподавал в болонской Коллегии иезуитов  сначала философию, затем, вследствие споров с  собратьями по обществу Иисуса, был отстранён от  преподавания философии и преподавал  математику. Открыл дифракцию света (работа опубликована в  1665 г.).  Совместно с Дж. Б. Риччиоли составил карту Луны  и ввёл название лунных образований,  употребляющиеся по сей день.

оо Р берт Гук  (Англия)(1635­1703)                            К числу открытий Гука принадлежат: открытие пропорциональности между упругими растяжениями  и производящими их напряжениями ,  правильная формулировка закона всемирного тяготения,  открытие цветов тонких пластинок ( интерференция света),  идея о волнообразном распространении света ,  гипотеза о поперечном характере световых волн,  открытия в акустике: связь высота звука и частоты колебаний,  теоретическое положение о сущности теплоты как движения  частиц тела,  открытие постоянства температуры таяния льда и кипения  воды,  живая клетка (с помощью усовершенствованного им  микроскопа; Гуку же принадлежит сам термин "клетка" ­ англ.  cell),  непосредственное доказательство вращения Земли вокруг  Солнца  (во второй половине 1669 г.)

2  Условия дифракции: λd  λ d  – длина волны света  – диаметр отверстия

ХРИСТИАН ГЮЙГЕНС  (1629­1695) 1665г. 1657г.

•Волновая поверхность ­ геометрическое место точек,  колеблющихся в одинаковой фазе. • Волновой фронт ­  поверхность, до которой дошли  колебания к данному моменту времени.  ПЛОСКАЯ ВОЛНА СФЕРИЧЕСКАЯ ВОЛНА ВОЛНОВОЙ ФРОНТ ┴ ЛУЧ

ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА: Каждая точка среды, до которой  дошло возмущение сама  становится источником вторичных волн, огибающая  которых  является положением волнового фронта в любой  момент времени.

3. Теория дифракции : Принцип Гюйгенса: каждая точка среды,  которой достиг фронт  волны в момент времени t,  становится источником  вторичных сферических  волн. Новое положение  волнового фронта через  промежуток времени Δt  определяется огибающей  вторичных волн в момент  времени (t + Δt). S

3. Теория дифракции : Принцип  Гюйгенса­Френеля: каждая точка фронта  волны является  источником вторичных  сферических  когерентных волн. При  этом новый фронт волны  образуется за счет  интерференции вторичных  волн. Огюстен Жан Френель

3. Теория дифракции : ПРИНЦИП   ГЮЙГЕНСА – ФРЕНЕЛЯ:  Дифракционная картина  является результатом  интерференции вторичных волн                вторичные источники являются когерентными

4. Следствия теории дифракции: • границы применимости геометрической оптики:  • разрешающая способность оптических приборов (микроскопов, телескопов) •прямолинейность распространения света (метод зон Френеля)

•расчет дифракционных картин от различных препятствий: круглое отверстие

•расчет дифракционных картин от различных препятствий: круглый экран

5 4 3 2 1 Пятно Араго­Пуассона

•расчет дифракционных картин от различных препятствий: щель

5. Дифракционная решетка ­  совокупность большого числа щелей (а), разделенных  непрозрачными промежутками(b). Период (постоянная ) решётки: d = a+b = 1/N N – число штрихов на единицу длины

Постоянная  дифракционной решетки: NM C D φ φ F MN = a NC = b N — число штрихов на единицу длины. φ — угол дифракции.  Формула дифракционной решетки B Э

5. Дифракционная решетка d  ba sin  Условие max: d    k  ­ длина волны ­ угол отклонения  световых лучей  вследствие  дифракции k ­ порядок  спектра d ­ период решетки

5. Дифракционная решетка

6  Проявление дифракции

6  Проявление дифракции Внешняя поверхность оперения у многих птиц и верхний  покров тела бабочек и жуков характеризуются регулярным  повторением элементов структуры с периодом от одного до  нескольких микрон, образующих дифракционную решетку .    Цвет глазков меняется в зависимости от того, как падает на  них свет, под каким углом мы на них смотрим.