Презентация по физике на тему "Интерференция и дифракция света"

Интерференция  и дифракция  света Алексеев А.Е.     ГБОУ СОШ №2

Интерференция волн d1 d2 d  d = d2 – d1  ­ разность хода Интерференция волн – это сложение в пространстве двух  (или нескольких) волн, в результате которого волны  усиливают или ослабляют друг друга

Интерференция  волн.  Условия  max  и  min. 1   m a x 2  min 1   m i n 0 max Д ­ 1 min А ­1 max 1 min 1 max 2 min Рассмотрим  точки  max                       А, В, С Рассмотрим  точки min                       Д, Е, К 2  m a x 3  min 3 max К ­ 3 min S1 s1 s2 Δd =3 λ / 2 Δd = 2λ s1 s2 s1 s1 S2 s2 s2 2 max Е ­ 2 min В ­ 2 max 3 min 3   m a x Δd = 3λ Δd = 5 λ /  2 s1 С ­ 3 max Δd = λ s2 Δd = λ / 2 λ Рассмотрим  волны,  идущие  от  двух  когерентных  источников.   Выделим  точки,  в  которых   волны  усиливают  друг  друга ­  max    Выделим  точки,  в  которых  волны  ослабляют  друг  друга ­ min 1 min Δd = λ/ 2 2 min Δd =3 λ / 2 3 min Δd = 5 λ / 2 1 max  Δd = λ 2 max  Δd = 2λ 3 max Δd = 3λ Условие  max: Δ d = n λ, где n – целые числа   |S2 – S1| = Δ d ­ разность  хода Условие   min: Δd = k λ / 2, где k – нечетные  числа

Условие  max: Δ d = n λ, где n – целые числа Амплитуда колебаний в данной точке максимальна, если  разность хода двух волн равна целому числу длин волн Условие   min: Δd = k (λ / 2), где k – нечетные  числа Амплитуда колебаний в данной точке минимальна, если  разность хода двух волн равна нечетному числу полуволн

Для возникновения интерференционной картины  необходимо, чтобы источники волн имели одинаковую  частоту и разность фаз их колебаний была постоянной. Такие источники и волны, которые ими создаются  называются когерентными

Интерференция света Интерференция света – это сложение в пространстве двух  (или нескольких) волн, в результате которого наблюдается  устойчивая картина усиление или ослабление света в  различных точках пространства Самый простой способ получения когерентных волн – расщепление волны от  какого­то монохроматического источника на две или несколько волн.  Затем можно разными способами заставить каждую из волн пройти разный путь.  Это можно сделать, либо заставив два луча пройти разные расстояния в  пространстве, либо заставив лучи пройти одно и то же расстояние, но в средах с  разным показателем преломления, изменив тем самым скорость света. В обоих  случаях возникает определенная постоянная разность хода лучей, приводящая  при совмещении этих лучей к интерференционной картине

Интерференция света в тонких плёнках

Кольца Ньютона

Применение интерференции

Просветление оптики

Лазерный луч зеленого цвета падает перпендикулярно  на дифракционную решетку. На линии АBС экрана (см.  рисунок) наблюдается серия ярких зеленых пятен. Какие  изменения произойдут в расположении пятен на экране  при замене лазерного луча зеленого цвета на лазерный  луч красного цвета?

При освещении дифракционной решетки монохроматическим  светом на экране, установленном за ней, возникает  дифракционная картина, состоящая из темных и светлых  вертикальных полос. В первом опыте расстояние между  светлыми полосами оказалось больше, чем во втором, а во  втором больше, чем в третьем. В каком из ответов правильно  указана последовательность цветов монохроматического  света, которым освещалась решетка?     1) 1 – красный 2 – зеленый 3 – синий    2) 1 – красный 2 – синий 3 – зеленый     3) 1 – зеленый 2 – синий 3 – красный               4) 1 – синий 2 – зеленый  3 – красный

Дифракция света ­ это явление  огибания световыми  волнами препятствий и проникновения света в область  геометрической тени. Условие возникновения: длина волны должна быть сравнима с  размерами препятствия 1816 г. О.Френель  Принцип Гюйгенса­  Френеля: Каждая  точка среды до  которой дошло  волновое возмущение,  сама становится  источником вторичных  волн

Интерференция  и  дифракция  световых  волн Экран 1802 г.  Юнг  Томас Дифракция – это отклонение волн  от  прямолинейного  распространения, огибание  ими  препятствий, если   размеры  препятствий  сравнимы с  длиной  волны. Явление  дифракции  накладывает  ограничения  на  разрешающую способность микроскопа, не  позволяет  четко  различать  мелкие объекты. На  явлении  дифракции  основано  действие  дифракционной  решетки.

Дифракционная  решетка Дифракционная решётка ­ оптический прибор,  предназначенный для анализа спектрального состава  оптического излучения. Дифракционная решётка состоит из тысяч узких и  близко расположенных щелей, разделенных  непрозрачными промежутками. а b d = a + b  ­ период решетки

Теория  дифракционной  решетки 2 max 1 max 0 max 1 max 2 max Пусть  на  решетку  падает  плоская монохроматическая  волна  с  длиной волны  равной λ Аналогично образуются  максимумы в  другую  сторону  от  0 max Экран Рассмотрим  вторичные  волны, идущие  от  краев  щелей. Условие  max:  Δd = n λ, где n = 0,1,2,3…              Δd – разность  хода Выделим  две  вторичные  волны, усиливающие  друг  друга  вследствие интерференции. Разность  хода  Δd = 0,  поэтому волны  усиливают  друг  друга, на  экране  образуется  0 max Разность  хода Δd = λ, поэтому  волны  усиливают  друг  друга, Разность  хода  Δd = 2λ, поэтому на  экране  образуется  1 max волны  усиливают  друг  друга, на  экране  образуется  2 max Δd Δd d λ

Условие  max:  Δd = n λ, где n = 0,1,2,3…               Δd – разность  хода Выделенный  треугольник – прямоугольный, следовательно: Δd = d Sin φ, где φ – угол, под  которым  наблюдается  max Условие  максимумов  для дифракционной  решетки: φ Δd φ d d sin φ = n λ d – период  решетки λ – длина  волны n ­  номер  максимума

На дифракционную решетку с периодом 0,004 мм падает по  нормали плоская монохроматическая волна. Количество  дифракционных максимумов, наблюдаемых с помощью этой  решетки, равно 19. Какова длина волны света?    Дифракционная решетка с периодом 10–5 м расположена  параллельно экрану на расстоянии 1,8 м от него. Какого  порядка максимум в спектре будет наблюдаться на экране на  расстоянии  20,88 см от центра дифракционной картины при  освещении решетки нормально падающим пучком света  длиной волны  580 нм? Считать sin   α ≈ α  tg .