Общая физика Лектор : Толмачева Нелла Дмитриевна

1. Общая физика Лектор: Толмачева Нелла Дмитриевна

2. Сегодня: вторник, 21 октября 2014 г. ОПТИКА

3. Сегодня: вторник, 21 октября 2014 г. Лекция Содержание лекции: • Введение в оптику 2. Принцип Гюйгенса 3. Интерференция света Тема: Интерференция

4. Сегодня: вторник, 21 октября 2014 г. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА ЛЕКЦИЯ №2 1 Развитие взглядов на природу света 2 Интерференция световых волн 3 Опыт Юнга 4 Методы наблюдения интерференции 5 Интерференция в тонких пленках 6 Применение интерференции света

13. Интерференция света Волновые свойства света наиболее отчетливо обнаруживают себя в интерференции и дифракции. Пусть две волны одинаковой частоты, накладываясь друг на друга, возбуждают в некоторой точке пространства колебания одинакового направления.

14. Амплитуда результирующего колебания при сложении колебаний направленных вдоль одной прямой Если разность фаз колебаний возбужденных волнами в некоторой точке пространства остается постоянной во времени, то такие волны называются когерентными.

15. В случае некогерентных волн разность фаз непрерывно изменяется. Для некогерентных источниковинтенсивность результирующей волны всюду одинакова

16. Некогерентность естественных источников света обусловлена тем, что излучение тела слагается из волн, испускаемыми многими атомами. Фазы каждого цуга волны никак не связаны друг с другом.Атомы излучают хаотически. Периодическая последовательность горбов и впадин волны и образующиеся в процессе акта излучения одного атома, называется цугом волн или волновым цугом. Процесс излучения одного атома длится примерно с. При этом, длина цуга длин волн. В одном цуге укладывается примерно

17. Условие максимума и минимума интерференции Первая волна вторая Рисунок 7.3 Разность фаз двух когерентных волн - – оптическая разность хода, L – оптическая длина пути.

18. (2m+1) /2 D opt Условие минимума интерференции A = 0

19. 2A 1 2 d n 2 opt  (2m) /2 Условие максимума интерференции

21. Опыты с мыльной пленкой

22. Принцип Гюйгенса Каждая точка, до которой доходит световое возбуждение, является в свою очередь центром вторичных волн; поверхность, огибающая в некоторый момент времени эти вторичные волны, указывает положение к этому моменту фронта действительно распространяющейся волны.

23. Рис. 2. Принцип Гюйгенса-Френеля  каждый элемент волновой поверхности dS служит источником вторичной сферической волны и эти источники когерентны

24. Гюйгенс Христиан (1629 – 1695), нидерландский ученый. В 1665 – 81 гг. работал в Париже. Изобрел (1657 г.) маятниковые часы со спусковым механизмом, дал их теорию,установил законы колебаний физического маятника.Опубликовал в 1690 г. созданную им в 1678 г. волновую теорию света, объяснил двойное лучепреломление. Усовершенствовал телескоп; сконструировал окуляр, названный его именем. Открыл кольцо у Сатурна и его спутник Титан. Автор одного из первых трудов по теории вероятностей (1657 г.).

25. 2.3.2. Опыт Юнга Рис. 3. Наблюдение интерференции света в опыте Юнга по методу деления волнового фронта

26. 7.3 Опыт Юнга

31. Главный максимум, соответствующий проходит через точку О. Вверх и вниз от него располагаются максимумы(минимумы)первого ( ), второго( )порядков, и т. д.

32. Максимумы интенсивности будут наблюдаться в координатах: (m = 0, 1, 2, …),

33. а минимумы – в координатах: Расстояние между двумя соседними максимумами (или минимумами) равно - ширина интерференционной полосы. Измерив , зная l и d, можно вычислить длину волны λ. Именно так вычисляют длины волн разных цветов в спектроскопии.

34. Зеркала Френеля Рис. 4. Зеркала Френеля

35. Бипризма Френеля

36. Рис. 5. Бипризма Френеля

37. Интерференция в тонких пленках Интерференцию света по методу деления амплитуды во многих отношениях наблюдать проще, чем в опытах с делением волнового фронта. Один из способов, использующих такой метод – опыт Поля.

38. Опыт Поля

39. Интерференция в тонких пленках Интерференционные полосы равного наклона Рисунок 7.10

41. 1 2 в отраженном свете n 2 3 в проходящем свете свете 4 Объяснение явления параллельные лучи d

42. n 2 линза или хрусталик глаза собирают лучи 1 и 2 в фокусе 1 2 d Результат сложения будет определен оптической разностью хода

43. Кольца Ньютона Кольцевые полосы равной толщины, наблюдаемые в воздушном зазоре между соприкасающимися выпуклой сферической поверхностью линзы малой кривизны и плоской поверхностью стекла, называют кольцами Ньютона. Ньютон объяснил это явление на основе корпускулярной теории света.

45. Кольца Ньютона радиус m-го темного кольца

46. 2.6. Интерферометры. Интерферометр Майкельсона

47. Полосы равной толщины можно наблюдать и с помощью разных интерферометров, например интерферометра Майкельсона, если одно из зеркал з1 или з2 отклонить на небольшой угол Рисунок 7.11

48. Схема интерферометра Рэлея

49. Схема интерферометра Жамена

50. Схема интерферометра Рождественского