Волновая оптика

Волновая оптика 11 класс

Корпускулярно-волновой дуализм

Изучением корпускулярной теории занимался Исаак Ньютон

Свет – это поток частиц, идущих от источника во все стороны (поток корпускул).

Изучением волновой теории занимался Гюйгенс.

Свет – это волны, распространяющиеся в особой гипотетической среде - эфире, заполняющем все пространство проникающем внутрь всех тел.

Волновая оптика

• Дисперсия света
• Интерференция света
• Дифракция света
• Поляризация света

Дисперсия света

Дисперсия – разложение света в спектр.

От латинского слова dispersio – рассеяние.

Дисперсия света

. Белый свет представляет собой набор волн различной длин ы

Свет, представляющий собой набор волн одинаковой длины (частоты)– монохроматичный .

Свет, представляющий собой набор волн различных длин (частот) – полихроматичный .

(Белый свет является полихроматичным).

Дисперсия света

Пример дисперсии света – радуга . (Разложение света в спектр происходит из-за преломления лучей сферическими капельками воды и отражения от их внутренней поверхности.)

солнечный свет

капли воды

к наблюдателю

Интерференция света

Интерференция световых волн - сложение когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.

Впервые наблюдал Томас Юнг (1800 г.)

Опыт Юнга по определению длины световой волны:

Световые волны одинаковой длины (частоты), имеющие постоянную разность фаз, называются когерентными .

d1 путь волны от источника О1

d2 путь волны от источника О2

∆ d разность хода

Условие максимумов интерференционной картины

Амплитуда колебаний среды в данной точке максимальна, если разность хода двух волн равна целому числу длин волн.

УСЛОВИЕ МИНИМУМОВ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОЙ КАРТИНЫ

Амплитуда колебаний среды в данной точке минимальна, если разность хода двух волн равна нечетному числу полуволн.

Дифракция света

Дифракция – отклонение при распространении волн от законов геометрической оптики.

1800 г.

Томас Юнг

Интерференция

Дифракция проявляется в нарушении прямолинейности распространения световых лучей, огибании волнами препятствий , например в проникновении света в область геометрической тени .

Дифракция света

Теория дифракции света была разработана в 1816 году французским ученым Огюстеном Френелем , развившем идеи Гюйгенса.

Френель дополнил принцип Гюйгенса идеей об интерференции вторичных волн.

Принцип Гюйгенса - Френеля :

Возмущение в любой точке пространства является результатом интерференции когерентных вторичных волн, излучаемых каждой точкой фронта волны.

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка – это совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками .

а – ширина прозрачных щелей

b – ширина непрозрачных промежутков

d = a + b ; где d – период решетки

Поляризация света

Естественный (неполяризованный) свет – свет, в котором присутствуют все возможные направления вектора напряженности .

Е

Поляризованный свет – свет, в котором присутствует только одно направление вектора напряженности, перпендикулярное направлению распространения волны.

Е

Е

Е

14

Поляризация света

При отражении и преломлении свет поляризуется.

Полная поляризация

Частичная поляризация

- угол Брюстера (угол падения, при котором происходит полная поляризация).

15