Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция на круглом отверстии. Векторные диаграммы.



Световая волна. Интерференция света. Когерентность световых волн. Расчет интерференционной картины от двух источников.

Рассматриваются 2 электромагнитные волны, пусть эти две волны в какой-то точке пространства.

Интенсивность электромагнитной волны пропорциональна амплитуде колебаний вектора напряженность электромагнитного поля.           

Волны одинаковой длины, которые накладываются, и возбуждают два колебания одинакового направления:  

 

A= Max                      

A= Min                    

Интерференция волн - пространственное перераспределение энергии волн в пространстве, которое происходит при наложении двух или нескольких когерентных волн, в результате чего в одних точках пространства появляются min ,а в других max.

Волны когерентны, если их фазы согласованны (разность фаз остается постоянной во времени). Интерферентность, возможна для волн любой природы.

Волны одинаковой длинны: ( т.е. волны когерентны)

Чтобы наблюдать интерференцию света от обычных источников применятся метод разделенной волны.

Волна, излученная источником, разделяется на 2 части, которые проходят разные оптические пути, а затем накладываются друг на друга и интерферируют, поскольку это одна и та же волна.

Расчет интерференционной картины от двух источников.

 – длина волны в вакууме

L – Длина оптического пути – n*l

L – Длина волны                                   

 – Оптическая разность хода

 – Разность длин оптических путей.                             

Условия min и max:

Max:

Min:

Необходимым условием наблюдения интерференции волны является их когерентность.

Методы наблюдения интерференции (опыт Юнга, интерференция в тонких пленках). Интерферометры.

. Первым интерференционным опытом, получившим объяснение на основе волновой теории света, явился опыт Юнга (1802 г.). Источником света является освещенная щель S, от которой световая волна падает на две узкие щели S1 и S2, освещаемые различными участками одного и того же волнового фронта( ).  Проходя через каждую из щелей, световой пучок уширялся вследствие дифракции, поэтому на белом экране Р световые пучки, прошедшие через щели S1 и S2, перекрывались. В области перекрытия световых пучков наблюдалась интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.

- если разность хода равна целому числу длин волн .

 - max

-min (т. е волны приходят в противофазе и освещенность в этой точке min).

При симметричном расположении щелей вторичные волны, испускаемые источниками S1 и S2, находятся в фазе, но эти волны проходят до точки наблюдения P разные расстояния r1 и r2, следовательно, фазы колебаний, пришедших от источников S1 и S2 в точку P, вообще говоря, различны. Таким образом, задача об интерференции волн сводится к задаче о сложении колебаний одной и той же частоты, но с разными фазами. Утверждение о том, что волны от источников S1 и S2 распространяются независимо друг от друга, а в точке наблюдения они просто складываются, является опытным фактом, и получило определение как принцип суперпозиции.

                          

                               

- если в среде (или при переходе)     

                      - длина оптического пути

                                                 

Интерференция в тонких пленках

Условие min при отражении:    

Оптическая разность хода связана с длинной волны в вакууме!!!

       

Интерференционная картина определяется величинами

d – Толщина      n- Показатель среды      i-угол        - длина волны

Полосы равного наклона наблюдаются, если на пластину, постоянной толщины, падает рассеянный свет под различными углами ; каждая полоса будет соответственно определена значению угла (бензин и лужа).

Полосы равной толщины наблюдаются при интерференции от пластинки переменной толщины, полосы видим там, где

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Дифракция на круглом отверстии. Векторные диаграммы.

Дифракция – это огибание светом препятствий – любое нарушение законов геометрической оптики при распространении света вблизи препятствий, захождение света в область геометрической тени.

Принцип Гюйгенса.

Каждая точка волнового фронта является вторичным точечным источником сферических волн.

        

Добавление Френеля.

1.Вторичные источники излучают преимущественно в направлении нормали к волновому фронту.

2.Все вторичные источники когерентны, излучают в одной и той же фазе, если находятся на одном и том же волновом фронте.

3.Амплитуда вторичной волны  площади излучающего фрагмента поверхности.   

Зоны Френеля.

min<= четное число зон Френеля

max<= нечетное                  

Если все зоны открыты

                                                 


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 680; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!