Кафедра медицинской и биологической физики Тема: Волновая оптика. лекция 5 для студентов 1 курса обучающихся по специальности Стоматология Лектор к.ф-м.н., доцент Ремизов И.А. Красноярск, 2014

Цель лекции Рассмотреть: понятие интерференции и дифракция волн.

План лекции Актуальность темы. Актуальность темы. Когерентность волн Когерентность волн Интерференция волн. Интерференция волн. волны. Дифракция волны.

Вводные понятия. Когерентность волн Согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов называют когерентностью. Когерентные волны – это волны с одинаковой частотой и постоянной во времени и пространстве разностью фаз.

Принцип суперпозиции (наложения) волн При распространении в линейной среде нескольких волн каждая из них распространяется так, как будто другие волны отсутствуют.

интерференция волн При наложении в пространстве двух (или нескольких) когерентных волн в разных его точках получается усиление или ослабление результирующей волны в зависимости от соотношения между фазами этих волн. Это явление называется интерференцией волн.

Интерференция света Сложение когерентных колебаний Из математики

Интерферометр В основе прибора лежит явление интерференции. С помощью него можно определить: 1)Длину волны c высокой точностью 2)Показатель преломления среды 3)Качество оптических поверхностей 4)Чистоту воздуха в помещениях

Интерферометр Майкельсона Зеркало Пластина 3 2 S n2n2 Зеркало n1n1 Источник монохроматического света δ=2ln 1 -2ln 2 =2l(n 1 -n 2 )=kλ n=kλ/2l

Интерференционный микроскоп А Д Микрообъект концентрации сухого вещества; По результатам интерференции определяют концентрации сухого вещества; размеров прозрачных неокрашенных микрообъектов.

Фотография нагруженного зуба в интерференционном микроскопе

Интерференция в тонких пленках Масляные или нефтяные пятна в лужах, на поверхности водоемов. Мыльные пузыри

Интерференция в тонких пленках. Применение Бестеневые лампы Бестеневые лампы поверхности хирургических ламп покрывают пленкой, дающей минимум тепловой отдачи и, следовательно, нагревание операционного поля.

Дифракция -это явление отклонения волны от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями, соизмеримыми с длиной волны.

Дифракция Принцип Гюйгенса – Френеля Каждая точка волнового пространства, до которой дошло возмущение, является центром элементарных вторичных волн, которые являются когерентными и могут интерферировать

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка Δ=d·sinα=±kλ – условие max K=0,1,2..

Дифракционный спектр это спектр, полученный с помощью дифракционной решетки. При падении на дифракционную решетку белого света все максимумы, кроме центрального, разложатся в спектр. Положение максимума порядка k определяется условием: sin α = ±k /d

В оптических инструментах дифракция ограничивает качество изображения

Литература Основная литература: Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. М.: Дрофа. – 2007, c Ремизов А.Н. Сборник задач по медицинской и биологической физике. М.: Высшая школа Дополнительная литература: Федорова В.Н., Степанова Л.А. Краткий курс медицинской и биологической физики с элементами реабилитологии.М.: Физматлит.-2005, с Учебно-методические пособия: Вяткина Г. Я. Квашнина О. П. Попельницкая И. Н. Шапиро Л. А. Шилина Н. Г. Типовые тестовые задания для контроля знаний по медицинской и биологической статистике для студентов первого курса медицинских вузов. ООО «Поликом» –