Download
1 / 53
710 likes | 1.81k Views
Vlnová optika. Vlnová optika. Světlo je vlnění. Nejdůležitější jevy vlnové optiky jsou interference světla, ohyb světla a polarizace světla. Interference světla.
E N D
Vlnová optika Světlo je vlnění. Nejdůležitější jevy vlnové optiky jsou interference světla, ohyb světla a polarizace světla.
Interference světla Pozorovatelná interference světla nastává, když je splněn základní předpoklad, kterým je koherence světelného vlnění.Koherentní jsou světelná vlnění stejné frekvence, jejichž vzájemný fázový rozdíl v uvažovaném bodě prostoru se s časem nemění.
Interference světla Koherence potřebné pro pozorování interferenčních jevů lze však dosáhnout tím, že se světlo z jediného zdroje rozdělí na dva svazky paprsků, které se po proběhnutí různé dráhy setkají s určitým dráhovým rozdílem s.
Interference světla Youngův pokus
Interferenční obrazec V inteferenčním maximu se světelná vlnění setkávají se stejnou fází a výsledné vlnění má největší amplitudu. Osvětlení stínítka je zde největší. Odpovídá mu světlý proužek v interferenčním obrazci.
Schéma Youngova pokusu Při interferenci koherentního světelného vlnění o vlnové délce vzniká interferenční maximum v bodech, pro které je splněna podmínka l = k; pro k= 0, 1, 2 …Interferenční minimum naopak nastává, když je splněna podmínkal = (2k-1)/2; pro k =1, 2 …Veličina k udává řád interferenčního maxima (minima).
Schéma Youngova pokusu Interferenční maximum vzniká v místech, kde se koherentní světelná vlnění setkávají se stejnou fází, a interferenční minimum je v místech, v nichž mají tato vlnění opačnou fázi.
Interferometrie Michelsonův interferometrHolografie je moderní metoda, kterou lze pomocí dvojrozměrného nosiče obrazového záznamu (emulze na skle, filmu, popř. plastové fólie) zobrazit trojrozměrné objekty.
Interference světla Geometrické dráze s v opticky hustším prostředí odpovídá ve vakuu vzdálenost l, kterou nazýváme optická dráha.Vzdálenosti s dvou bodů v optickém prostředí o indexu lomu n odpovídá ve vakuu optická dráha:
Interference světla Podmínku pro interferenční maximum napíšeme ve tvaru: nebo po úpravě: kde k = 1, 2, … Praktické využití interference: protiodrazná (antireflexní) vrstva.
Newtonova skla Newtonova skla. Jednoduché zařízení, které umožňuje pozorovat interferenci na tenké vrstvě v odraženém i prošlém světle, sestrojil I. Newton. Interferenční obrazec má podobu soustavy duhově zbarvených kroužků, kterým říkáme Newtonovy kroužky.
Ohyb světla Ohyb neboli difrakce světla je jev podmíněný vlnovými vlastnostmi světla. Na zvětšeném obrazu rozhraní mezi osvětlenou částí stínítka a oblastní stínu jsou patrné světlé a tmavé proužky různé šířky, které tvoří charakteristický ohybový (difrakční) obrazec.
Ohybový obrazec světla procházejícího štěrbinou Užší štěrbina způsobuje výraznější ohyb světla.
Ohyb světla na štěrbině Ohyb světla omezuje rozlišovací schopnost optických přístrojů. Rozlišovací schopnost optického přístroje je tím větší, čím je větší je průměr objektivu a čím menší je vlnová délka použitého světla.
Aditivní míšení barev Subtraktivní míšení barev
Ohyb světla na dvou štěrbinách Soustava velkého počtu štěrbin se nazývá optická nebo difrakční mřížka.
Ohyb světla na dvou štěrbinách Ohyb světla na dvou štěrbinách a na řadě rovnoběžných štěrbin Úhel určuje směr, ve kterém vzniká interferenční maximum, k je tzv. řád difrakce. Vzdálenost b štěrbin od sebe nazýváme perioda mřížky (mřížková konstatnta)
Ohyb světla na dvou štěrbinách Soustava velkého počtu štěrbin se nazývá optická nebo difrakční mřížka.
Graf intenzity světla při ohybu Jedna štěrbina Dvě štěrbiny Pět štěrbin
Polarizace světla Světlo je příčné elektromagnetické vlnění. Vektor intenzity E elektrického pole je vždy kolmý na směr, kterým se vlnění šíří.V rovině kolmé k paprsku přirozeného světla se směr vektoru E nahodile mění. Takové světelné vlnění označujeme jako nepolarizované světlo. Světelné vlnění, jehož vektor E kmitá stále v jednom směru, je lineárně polarizované světlo.
Polarizace světla odrazem Jestliže nepolarizované světlo dopadá pod určitým úhlem na skleněnou desku, polarizuje se tak, že v odraženém světle vektor E kmitá kolmo k rovině dopadu (tzn. v přímce rovnoběžné s rovinou rozhraní).
Polarizace světla V technické práci se k polarizaci světla používají speciální polarizační filtry, označované také jako polaroidy. Když polaroidem prochází světlo, pak se elektrická složka světelného vlnění v jednom směru pohlcuje a část světla, jejíž vektor E je na tento směr kolmý, polaroidem prochází. Zařízení, kterým se přirozené světlo mění na světlo polarizované, se nazývá polarizátor. K tomu, abychom polarizované světlo rozšířili, popř. abychom zjistili orientaci roviny, v níž leží polarizovaná světelná vlna (kmitová roviny), potřebujeme další zařízení – analyzátor.
Polarimetrie Polarimetrie. Polarizované světlo se využívá při zkoumání opticky aktivních látek. To jsou látky, které mají schopnost stáčet kmitovou rovinu polarizovaného světla. Opticky aktivní jsou např. roztok cukru, bílkoviny, oleje apod. Fotoelasticimetrie. Polarizace světla je také základem metody zkoumání mechanických napětí v různých objektech, která se nazývá fotoelasticimetrie. Zobrazovač LCD. Polarizační filtry se vyrábějí také v podobě tenkých fólií, které jsou důležitou součástí zobrazovacích jednotek, tzv. displejů s kapalnými krystaly, označovaných jako zobrazovače LCD (Liquid Crystal Display).
Polarizace světla Princip polarimetru Snímač optického záznamu na kompaktním disku.
Polarizace světla Alfanumerický zobrazovač LCD Princip snímače optického záznamu.
