Презентация по теме «Тема: Атмосферное давление. Вес воздуха».

Интерференция света

Всё известно вокруг, тем не менее

На Земле ещё много того,

Что достойно, поверь, удивления

И твоего, и моего. (автор неизвестен)

Интерференция света

«Мыльный пузырь, витая в воздухе… зажигается всеми оттенками цветов, присущими окружающим предметам. Мыльный пузырь, пожалуй, самое изысканное чудо природы».

Марк Твен

Интерференция света в природе

Радужная окраска крыльев и глаз насекомых

Интерференция света в природе

Перламутр раковин

Интерференция света в быту и технике

Окраска нефтяных, масляных, мыльных пленок

Интерференция света в быту и технике

«игра» света в пленках голографичеких этикеток торговых фирм

Цвета побежалости в технике

Цвета побежалости на разогретом лезвии бритвы

Цвета побежалости при термообработке стали

цвета побежалости — радужные цвета, образующиеся на гладкой поверхности металла или минерала в результате формирования тонкой прозрачной поверхностной оксидной плёнки и интерференции света в ней. Цвета побежалости обычно наблюдаются при нагревании сплавов железа, например, углеродистой стали.

Цвета побежалости в природе

Цвета побежалости минерала Борнит

Цвета побежалости на кристалле висмута

Цвета побежалости в оксидных пленках минералов

Немного истории

Итальянский ученый Ф. Гримальди проделал простой опыт по интерференции света: на пути солнечных лучей ставил диафрагму с двумя близкими отверстиями, получал два конуса световых лучей; помещая экран в том месте, где эти конусы накладываются друг на друга, заметил, что в некоторых местах освещенность экрана меньше, чем если бы его освещал только один световой конус. Из этого опыта Гримальди сделал вывод, что прибавление света к свету не всегда увеличивает освещенность.

Немного истории

Роберт Гук

Роберт Бойль

Попытки объяснить разноцветную окраску тонких масляных плёнок на поверхности воды делали в разное время независимо друг от друга

английские ученые Роберт Бойль и Роберт Гук. Они объясняли данное явление отражением света от верхней и нижней поверхностей пленки.

Один из основателей волновой оптики

Человек ярких дарований

Томас Юнг (13.06.1773 – 10.05.1829) –известный врач и замечательный физик, астроном, механик, металлург и египтолог, океанограф и зоолог, востоковед и сатирик, геофизик и полиглот (знал 14 языков: греческий, латынь, древнееврейский, французский, итальянский, арабский, персидский, английский,…), серьезный знаток музыки и искусный музыкант, игравший едва ли не на всех инструментах того времени; отличный живописец и даже незаурядный гимнаст, акробат и наездник.

Юнг был человеком почти таких же универсальных да рований, как Леонардо да Винчи.

«Всякий может делать то, что делают другие». Т. Юнг.

«Феномен Юнг» удивил весь научный мир своим простым опытом

В 1801г английский ученый Т. Юнг объяснил явление интерференции света на основе принципа суперпозиции световых когерентных волн и ввел термин «интерференция» в науку.

Интерференция (лат.) : «inter» между + «ferens» несущий, переносящий .

При каких условиях можно наблюдать интерференцию света?

Интерференция света – это явление наложения световых волн друг на друга, приводящее к перераспределению энергии волн в пространстве, в результате чего происходит усиление или ослабление света.

Условие интерференции – когерентность

(согласованность) источников .

Когерентные источники – это источники с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз в любой точке пространства.

В природе нет когерентных источников света!

- условие интерференции

Интерференционная картина

Интерференционная картина на экране – это чередование светлых (цветных) и темных полос на экране, максимумов и минимумов.

По закону сохранения энергии:

энергия световых волн никуда не исчезает, она только перераспределяется между максимумами и минимумами.

max- свет ; min- тьма

Монохроматичность – одноцветность (ν=const): монос - один; хромос – цвет.

Монохроматический свет – свет лазера; свет, пропущенный через светофильтр (цветное стекло).

Кольца Ньютона

И.Ньютон наблюдал и исследовал кольца не только в белом, но и при освещении линзы одноцветным (монохроматическим) светом. Удовлетворительно объяснить, почему возникают кольца, Ньютон не смог. Это удалось Юнгу.

в белом свете

в монохроматическом свете

в монохроматическом свете

в белом свете

Кольца Ньютона

Кольца Ньютона – интерференционная картина , имеющая вид концентрических колец и возникающая в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плоско – выпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизн ы.

В месте соприкосновения линзы и пластины темное пятно и вокруг него совокупность маленьких радужных (или одноцветных) колец. Расстояние между соседними кольцами быстро убывают с увеличением их радиуса.

Интерферируют лучи1 и 2

Кольца Ньютона

в монохроматическом свете

Разные интерференционные картины колец Ньютона

Линза

Пробное стекло

Кривизна линзы больше кривизны пробного стекла

Кривизна линзы меньше кривизны пробного стекла

Немного истории

На фото - оправа, в которой зажаты две стеклянные пластины. Одна из них слегка выпуклая, так что пластины касаются друг друга в какой-то точке. И в этой точке наблюдается нечто странное: вокруг нее возникают кольца. В центре они почти не окрашены, чуть дальше переливаются всеми цветами радуги, а к краю теряют насыщенность цветов, блекнут и исчезают...

Кольца Ньютона

Несмотря на название, первым опыт провел отнюдь не Исаак Ньютон. В 1663 г. другой англичанин, Роберт Бойль, первым обнаружил кольца Ньютона, а через два года опыт и открытие были независимо повторены Робертом Гуком. Ньютон же подробно исследовал это явление, обнаружил закономерности в расположении и окраске колец, а также объяснил их на основе корпускулярной теории света.

И.Ньютон

Зарождение волновой оптики

В чем же удивительность этого простого эксперимента?

В каждой точке происходит отражение света от поверхностей пластин (всего таких поверхностей четыре). Мы видим, что иногда это приводит к увеличению яркости, но кое-где свет + свет = темнота!

Через сто с лишним лет Томас Юнг "пролил свет" на причину этого явления, назвав ее интерференцией.

Свет "чувствует" малейшие изменения расстояния между пластинами.

Обратите внимание: на фото видна пылинка, попавшая в зазор между пластинами (там, где форма колец слегка искажена

Некоторые применения интерференции света

«Просветление оптики» - уменьшение отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на нее специальной пленки.

Фиолетовый или сиреневый оттенок просветленных объективов.

Некоторые применения интерференции света

Проверка качества обработки поверхности.

Неровности поверхности с точностью до 10 -6 см вызывают искривления интерференционных полос, образующихся при отражении света от контролируемой поверхности и нижней грани эталонной пластины.

Деталь

Эталон

Задача

max - ?

Две когерентные световые волны достигают некоторой точки пространства с разностью хода Δd. Что произойдет в этой точке пространства усиление или ослабление света, если а) Δd=λ/2; б) Δd=λ ?

min - ?

Как решать задачу?

Дано:

Решение:

Когерентные

источники света

• Запишем условие интерференционных максимумов и минимумов в общем виде

а) Δd=λ/2

б) Δd=λ

2) Определим, каким четным или нечетным является число n

max-?

min -?

3) Подставим данные задачи:

Ответ:

а) ослабление

света;

б) усиление

света.

Домашнее задание

Подготовить доклады и презентации:

1.Интерференция и размеры звёзд.

2.Просветление оптики и её применение.

3.Итерференционные явления в природе.