Волновая оптика

Свет – частотный диапазон (380 – 760 нм) электромагнитных волн, воспринимаемый человеческим глазом.

Геометрическая оптика – это всего лишь приближенный предельный случай волновой теории.

Дисперсия света зависимость показателя преломления света от его цвета.

Наблюдение дисперсии света

Интерференция света сложение в пространстве световых волн, при котором наблюдается усиление или ослабление света.

Проверка max и min (задача)

Два когерентных источника излучают волны длиной 0,5 мкм. Усиление или ослабление будет наблюдаться в точках А и В?

Открытие интерференции

Опыт Юнга

Волна проходит через первую щель

Проходя через две точно такие же щели, волна создает когерентные источники

Возникает интерференционная картина – система светлых полос, окрашенных в цвета спектра.

Волновая оптика

• Геометрическая оптика – это всего лишь приближенный предельный случай волновой теории

• Свет – частотный диапазон (380 – 760 нм) электромагнитных волн, воспринимаемый человеческим глазом

• зависимость показателя преломления света от его цвета

• сложение в пространстве световых волн, при котором наблюдается усиление или ослабление света

Условия max и min

• Усиление (max)

• Ослабление (min)

Проверка max и min

• k = 0; 1; 2; 3; 4; … ( целое) - max

• k = 0,5; 1,5; 2,5; … (полуцелое) - min

Проверка max и min ( задача)

• Два когерентных источника излучают волны длиной 0,5 мкм. Усиление или ослабление будет наблюдаться в точках А и В?

В

4,15 мкм

6,4 мкм

5,5 мкм

4 мкм

А

• Опыт Юнга

• Волна проходит через первую щель Проходя через две точно такие же щели, волна создает когерентные источники Возникает интерференционная картина – система светлых полос, окрашенных в цвета спектра
• Волна проходит через первую щель
• Проходя через две точно такие же щели, волна создает когерентные источники
• Возникает интерференционная картина – система светлых полос, окрашенных в цвета спектра

• Тонкие пленки

• Свет частично отражается и частично преломляется При отражении от передней и задней поверхностей пленки возникают когерентные волны Возникает интерференционная картина – разноцветных полос
• Свет частично отражается и частично преломляется
• При отражении от передней и задней поверхностей пленки возникают когерентные волны
• Возникает интерференционная картина – разноцветных полос

• Просветление оптики

• Линза покрывается тонкой пленкой n пленки стекла Отраженные волны находятся в противофазах и взаимно гасятся – свет не отражается, а полностью проходит сквозь линзу
• Линза покрывается тонкой пленкой
• n пленки стекла
• Отраженные волны находятся в противофазах и взаимно гасятся – свет не отражается, а полностью проходит сквозь линзу

• нарушение целостности фронта волны, вызванное резкими неоднородностями среды

• Опыт Пуассона

• Волна проходит через препятствие На краях препятствия возникают когерентные вторичные волны Возникает дифракционная картина – система светлых колец, окрашенных в цвета спектра (результат интерференции)
• Волна проходит через препятствие
• На краях препятствия возникают когерентные вторичные волны
• Возникает дифракционная картина – система светлых колец, окрашенных в цвета спектра (результат интерференции)

• граница тени и света

• чередование светлых и темных полос на границе В центре тени темного диска может наблюдаться светлый круг В центре светлого круга от отверстия может наблюдаться темный круг
• чередование светлых и темных полос на границе
• В центре тени темного диска может наблюдаться светлый круг
• В центре светлого круга от отверстия может наблюдаться темный круг

• Ограничение законов геометрической оптики

• нельзя рассмотреть очень мелкие тела нельзя рассмотреть очень далекие тела условие ограничения
• нельзя рассмотреть очень мелкие тела
• нельзя рассмотреть очень далекие тела
• условие ограничения

Ограничение ГО ( задача)

• На каком расстоянии нельзя увидеть, даже в телескоп, монету диаметром 1 см? Длину световой волны принять равной 500 нм.
• Решение:

• совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками
• d – период дифракционной решетки (расстояние между щелями) (м)

• Например: 100 линий на 1 мм d=1/100 мм = 10 -2 мм = 10 -5 м
• Например: 100 линий на 1 мм
• d=1/100 мм = 10 -2 мм = 10 -5 м

• Опыт c решеткой

• Волна проходит через большое количество щелей Дифракционная картина многократно усиливается Возникают дифракционные спектры – система симметрично расположенных цветных спектров Условие max
• Волна проходит через большое количество щелей
• Дифракционная картина многократно усиливается
• Возникают дифракционные спектры – система симметрично расположенных цветных спектров
• Условие max

Примеры дифракционных решеток

• Свет – это самое темное место в физике.