Волновая оптика Физика 11 класс

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

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

Дисперсия света зависимость показателя преломления света от его цвета зависимость показателя преломления света от его цвета

Наблюдение дисперсии света

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

Условия max и min Усиление (max) Усиление (max) Ослабление (min) Ослабление (min)

Проверка max и min k = 0; 1; 2; 3; 4; … (целое) - max k = 0; 1; 2; 3; 4; … (целое) - max k = 0,5; 1,5; 2,5; … (полуцелое) - min 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? Два когерентных источника излучают волны длиной 0,5 мкм. Усиление или ослабление будет наблюдаться в точках А и В? 5,5 мкм 4 мкм 6,4 мкм 4,15 мкм А В

Открытие интерференции Опыт Юнга 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

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

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

Дифракция света нарушение целостности фронта волны, вызванное резкими неоднородностями среды нарушение целостности фронта волны, вызванное резкими неоднородностями среды

Открытие дифракции Опыт Пуассона 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)

Наблюдение дифракции граница тени и света 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

Применение дифракции Ограничение законов геометрической оптики Ограничение законов геометрической оптики 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. На каком расстоянии нельзя увидеть, даже в телескоп, монету диаметром 1 см? Длину световой волны принять равной 500 нм. Решение: Решение:

Дифракционная решетка совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками d – период дифракционной решетки (расстояние между щелями) (м) d – период дифракционной решетки (расстояние между щелями) (м) Например: 100 линий на 1 мм Например: 100 линий на 1 мм d=1/100 мм = мм = м d=1/100 мм = мм = м

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

Примеры дифракционных решеток

Продолжение следует… Свет – это самое темное место в физике. Свет – это самое темное место в физике.