- Дисперсия это…
- Цветность световых волн зависит от…
- Источники называются когерентными, если…
- Скорость какого излучения больше: красного или фиолетового?
- Интерференция это…
- Назовите условие максимума и минимума интерференции
- В тетрадке красным цветом написано «отлично» и зеленим «хорошо». Имеется 2 стекла – красное и зеленое. Что вы увидите в тетрадке, глядя через них?
Поведение волны определяется соотношением между длиной волны λ и размером препятствия d.
Дифракция – отклонение от прямолинейного распространения и огибание волнами препятствий
Дифракция
Становится заметной , если размеры препятствия меньше длины волны
Дифракция
Дифракция
Существует всегда
Общее свойство волн любой природы
Причина : вторичные волны , создаваемые точками среды , находящимися на краях отверстий или препятствий (принцип Гюйгенса) , проникают за препятствие , волновая поверхность искривляется и волна огибает препятствие
Дифракция наблюдается
Дифракция не наблюдается (исключение : края преград )
– диаметр отверстия
– длина волны
Дифракция наблюдается, если длина световой волны будет больше размеров препятствия:
d – размер препятствия
l – расстояние от препятствия до экрана
λ – длина волны
l ≥ d 2 / λ
Дифракция света – отклонение от прямолинейного направления на резких неоднородностях среды
Когерентные волны интерферируют
Опыт Юнга
Из-за дифракции от отверстий выходят два частично перекрывающихся конуса
Для дифракции характерно не столько загибание за края преград , сколько возникновение за преградой интерференционной картины
Опыт Юнга по дифракции
Дифракция проявляется в нарушении прямолинейности распространения света!
Волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн , а результат их интерференции
Френель
Френель построил количественную теорию дифракции , позволяющую рассчитывать дифракционную картину , возникающую при огибании светом любых препятствий
волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции.
Принцип Гюйгенса- Френеля
Возмущение в любой точке является результатом интерференции элементарных вторичных волн, излучаемых каждым элементом некоторой волновой поверхности
Решить задачу дифракции – значит найти распределение интенсивности света на экране в зависимости от размеров и формы препятствий вызывающих дифракцию
Вид дифракционной картины аналогичен интерференционной также представляет собой чередование максимумов и минимумов освещённости.
Слева кольца Ньютона в красном и зелёном свете.
Вид дифракционной картины аналогичен интерференционной также представляет собой чередование максимумов и минимумов освещённости.
Опыты Пуассона, 1818 г.
11
Щель играет роль точечного источника волн!
11
Дифракция на круглом отверстии по мере приближения к экрану с отверстием
Дифракция на дисках различного диаметра.
В центре т.н. пятно Пуассона
Дифракция на прямолинейном крае
Условие минимума Когда на отверстии укладывается четное число зон , то в точке наблюдения возникнет минимум (темное пятно)
Дифракция
на малом отверстии
Условие максимума Когда на отверстии укладывается нечетное число зон , то в точке наблюдения возникнет максимум (светлое пятно)
11
Дифракционная решётка представляет собой чередующиеся щели и непрозрачные промежутки.
d – период дифракционной решётки
n – густота штрихов (в СИ: м -1 )
d = a + b d = 1 / n
Дифракция на двух щелях
условие главных максимумов
Если ширина каждой щели b изменяется, а расстояние между щелями d остается постоянным то:
- при уменьшении b ширина дифракционной картины увеличивается, а ее яркость уменьшается
- при этом период интерференционных полос остаётся неизменным
Дифракция на двух ще лях
условие дополнительных минимумов
Если ширина щелей b остается постоянной, а расстояние d между щелями изменяется то:
- частота следования интерференционных полос увеличивается пропорционально расстоянию d между щелями, в то время как ширина дифракционной картины остаётся неизменной и зависит только от b
Чем больше число щелей, тем более резко очерчены максимумы и тем более широкими минимумами они разделены
Световая энергия перераспределяется так, что большая ее часть приходится на максимумы, а в минимумы попадает незначительная часть энергии
Дифракционная решетка - спектральный прибор, служащий для разложения света в спектр и измерения длины волны
период решет ки
Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками
Дифракционная решетка – совокупность большого числа очень узких щелей , разделенных непрозрачными промежутками
Условие max:
- длина волны
- угол отклонения световых лучей вследствие дифракции
k - порядок спектра
- период решетки
- период решетки
Условие max:
- длина волны
- угол отклонения световых лучей вследствие дифракции
k - порядок спектра
- период решетки
k max = [d / λ ] N = 2 k + 1
N - общее количество спектров
k max - максимальный порядок спектра
n - количество штрихов на мм
Определение длины волны света
Способность раздельного наблюдения двух спектральных линий, имеющих близкие длины волн называют разрешающей способностью решетки
Возможность различать две близко друг к другу расположенные точки, называется разрешающей способностью, или остротой зрения. В качестве стандарта остроты зрения принята способность различить две точки, разделенные углом в 1'.
Наши ресницы с промежутками между ними представляют собой грубую дифракционную решетку. Если посмотреть прищурившись, на яркий источник света, то можно обнаружить радужные цвета
Дифракционная решетка – спектральный прибор , служащий для разложения света и измерения длины волны
Компакт-диск
Звезды
Окружающие звезды лучи возникли в результате дифракции света в телескопе.
Заозёрск. май 2010
Чередование цветов в дисперсионном спектре идёт от фиолетового к красному (от меньшей длины волны к большей), в дифракционном –наоборот.
В дифракционном спектре красная часть отклонена больше, чем фиолетовая, в дисперсионном- наоборот.
Явления дифракции и интерференции света помогают Природе раскрашивать всё живое, не прибегая к использованию красителей
Дифракция устанавливает предел разрешающей способности любого оптического прибора
Проявляются волновые свойства , изображение смазывается
Дифракция не видна , резкая тень
– расстояние до предмета , d – размер предмета
Дифракционная решетка, постоянная которой равна 0,004 мм, освещается светом с длиной волны 687 нм. Под каким углом к решетке нужно проводить наблюдение, чтобы видеть изображение спектра второго порядка
В лабораторной работе по определению длины волны с помощью дифракционной решётки получают первый дифракционный максимум на экране на расстоянии 30 см от средней линии. Период решётки 2 · 10 -3 мм, а расстояние от экрана до решётки 1,5 м. Определите длину световой волны.
Дано : Решение : Запишем формулу дифракционной решетки:
k = 1 d·sin φ = k λ Выразим λ :
d =2 · 10 -6 м λ = d·sin φ / k
b = 0,3 м Для малых углов: sin φ ≈ tg φ = b / a
а = 1,5 м Тогда получим: λ = ( d·b ) / ( k а)
λ - ? После подстановки численных данных имеем: λ = 400 нм Ответ: λ = 400 нм
1
0
b
а
На дифракционную решетку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, падает монохроматический свет длиной волны 500 нм. Свет падает на решетку перпендикулярно. Какой наибольший порядок спектра можно наблюдать?
Какое наименьшее число штрихов должна содержать решетка, чтобы в спектре первого порядка можно было разрешить две желтые линии натрия с длинами волн 589 нм и 589,6 нм. Какова длина такой решетки, если постоянная решетки 10 мкм
Щель размером 0,5 мм освещается зеленым светом от лазера с длиной волны 500 нм. На каком расстоянии от щели можно отчетливо наблюдать дифракционную картину
Экран расположен на расстоянии 50 см от диафрагмы, которая освещается желтым светом с длиной волны 589 нм от натриевой лампы. При каком диаметре диафрагмы будет справедливо приближение геометрической оптики