X
Код презентации скопируйте его
Дифракция света
Скачать эту презентацию
Презентация на тему Дифракция света
Скачать эту презентациюCлайд 1
Дифракция света
Cлайд 2
Характерным проявлением волновых свойств света является дифракция света — отклонение от прямолинейного распространения на резких неоднородностях среды
Cлайд 3
Дифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в. Объяснение явления дифракции света дано Томасом Юнгом и Огюстом Френелем, которые не только дали описание экспериментов по наблюдению явлений интерференции и дифракции света, но и объяснили свойство прямолинейности распространения света с позиций волновой теории Биографии
Cлайд 4
Принцип Гюйгенса — Френеля Для вывода законов отражения и преломления мы использовали принцип Гюйгенса. Френель дополнил его формулировку для объяснения явления дифракции Определите, какое дополнение ввел Френель?
Cлайд 5
Принцип Гюйгенса: каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн
Cлайд 6
Принцип Гюйгенса-Френеля: каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн, которые интерферируют между собой
Cлайд 7
Задание: Попробуйте предположить как будет выглядеть дифракционная картина?
Cлайд 8
Cлайд 9
Задание: Будет ли вид дифракционной картины зависеть от длины волны (цвета)? Как будет выглядеть дифракционная картина в белом свете?
Cлайд 10
Задание: Попробуйте предложить идею опыта по наблюдению дифракции
Cлайд 11
Построение дифракционной картины от круглого отверстия и круглого непрозрачного экрана
Cлайд 12
Дифракция от различных препятствий: а) от тонкой проволочки; б) от круглого отверстия; в) от круглого непрозрачного экрана.
Cлайд 13
Cлайд 14
Cлайд 15
Cлайд 16
Зоны Френеля Для того чтобы найти амплитуду световой волны от точечного монохроматического источника света А в произвольной точке О изотропной среды, надо источник света окружить сферой радиусом r=ct
Cлайд 17
Зоны Френеля Интерференция волны от вторичных источников, расположенных на этой поверхности, определяет амплитуду в рассматриваемой точке P, т. е. необходимо произвести сложение когерентных колебаний от всех вторичных источников на волновой поверхности
Cлайд 18
Зоны Френеля Так как расстояния от них до точки О различны, то колебания будут приходить в различных фазах. Наименьшее расстояние от точки О до волновой поверхности В равно r0
Cлайд 19
Зоны Френеля Первая зона Френеля ограничивается точками волновой поверхности, расстояния от которых до точки О равны: где — длина световой волны
Cлайд 20
Зоны Френеля Вторая зона: Аналогично определяются границы других зон
Cлайд 21
Зоны Френеля
Cлайд 22
Дифракционные картины от одного препятствия с разным числом открытых зон
Cлайд 23
Cлайд 24
Если разность хода от двух соседних зон равна половине длины волны, то колебания от них приходят в точку О в противоположных фазах и наблюдается интерференционный минимум, если разность хода равна длине волны, то наблюдается интерференционный максимум
Cлайд 25
Таким образом, если на препятствии укладывается целое число длин волн, то они гасят друг друга и в данной точке наблюдается минимум (темное пятно). Если нечетное число полуволн, то наблюдается максимум (светлое пятно)
Cлайд 26
Зонные пластинки На этом принципе основаны т.н. зонные пластинки
Cлайд 27
Зонные пластинки
Cлайд 28
Получение изображения с помощью зонной пластинки
Cлайд 29
Условия наблюдения дифракции Дифракция происходит на предметах любых размеров, а не только соизмеримых с длиной волны
Cлайд 30
Условия наблюдения дифракции Трудности наблюдения заключаются в том, что вследствие малости длины световой волны интерференционные максимумы располагаются очень близко друг к другу, а их интенсивность быстро убывает
Cлайд 31
Границы применимости геометрической оптики Дифракция наблюдается хорошо на расстоянии Если , то дифракция невидна и получается резкая тень (d - диаметр экрана). Эти соотношения определяют границы применимости геометрической оптики
Cлайд 32
Границы применимости геометрической оптики Если наблюдение ведется на расстоянии , где d—размер предмета, то начинают проявляться волновые свойства света
Cлайд 33
Соотношения длины волны и размера препятствия На рис. показана примерная зависимость результатов опыта по распространению волн в зависимости от соотношения размеров препятствия и длины волны.
Cлайд 34
Интерференционные картины от разных точек предмета перекрываются, и изображение смазывается, поэтому прибор не выделяет отдельные детали предмета. Дифракция устанавливает предел разрешающей способности любого оптического прибора
Cлайд 35
Разрешающая способность человеческого глаза приблизительно равна одной угловой минуте: , где D — диаметр зрачка; телескопа =0,02''; у микроскопа увеличение не более 2.103 раз. Можно видеть предметы, размеры которых соизмеримы с длиной световой волны
Cлайд 36
Дифракционная решетка Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторого профиля, нанесенную на плоскую или вогнутую оптическую поверхность, применяются в спектральном приборостроении, лазерах, метрологических мерах малой длины и т.д
Cлайд 37
Дифракционная решетка
Cлайд 38
Дифракционная решетка
Cлайд 39
Дифракционная решетка Величина d = a + b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки, где а — ширина щели; b — ширина непрозрачной части
Cлайд 40
Дифракционная решетка Угол - угол отклонения световых волн вследствие дифракции. Наша задача - определить, что будет наблюдаться в произвольном направлении - максимум или минимум
Cлайд 41
Дифракционная решетка Оптическая разность хода Из условия максимума интерференции получим:
Cлайд 42
Дифракционная решетка Следовательно: - формула дифракционной решетки. Величина k — порядок дифракционного максимума ( равен 0, 1, 2 и т.д.)
Cлайд 43
Определение с помощью дифракционной решетки
Cлайд 44
Cлайд 45
Френель Огюст Жан (10.V.1788 - 14.VII.1827) Французский физик. Научные работы посвящены физической оптике. Дополнил известный принцип Гюйгенса, введя так называемые зоны Френеля (принцип Гюйгенса - Френеля). Разработал в 1818 году теорию дифракции света
Cлайд 46
Юнг Томас 13.IV.1773-10.V.1829 Английский ученый. Полиглот. Научился читать в 2 года. Объяснил аккомодацию глаза, обнаружил интерференцию звука, объяснил интерференцию света, и ввел этот термин. Измерил длины волн световых лучей. Исследовал деформацию
Cлайд 47
Араго Доменик Франсуа (26.II.1786-2.X.1853) Французский физик и политический деятель. Автор многих открытий по оптике и электромагнетизму: хроматическую поляризацию света, вращение плоскости поляризации, намагничивание железных опилок вблизи проводника с током. Установил связь полярных сияний с магнитными бурями. По его указаниями А.Физо и У.Фуко измерили скорость света, а У.Леверье открыл планету Нептун
Cлайд 48
Фраунгофер Йозеф (6.III.1787- 7.VI.1826) Немецкий физик. Научные работы относятся к физической оптике. Внёс существенный вклад в исследование дисперсии и создание ахроматических линз. Фраунгофер изучал дифракцию в параллельных лучах (так называемая дифракция Фраунгофера).Сначала от одной щели, а потом от многих. Большой заслугой учёного является использование(с 1821 года) дифракционных решеток для исследования спектров (некоторые исследователи считают его даже изобретателем первой дифракционной решетки)
Cлайд 49
Пуассон Семион Дени (21.VI.1781 - 25.IV.1840) Французский механик, математик, физик, член Парижской академии наук (с 1812 года). Физические исследования относятся к магнетизму, капиллярности, теории упругости, гидромеханике, теории колебаний, теории света. Член Петербургской академии наук (с 1826 года)
Cлайд 50
КОНЕЦ
Cлайд 51
