Презентация на тему "Дифракция света"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Лекция №3

• 
  Слайд 2

  §§ Распространение ЭМВ

  02 При колебательном движении зарядов (периодическом изменении токов) происходит перемещение электрической и магнитной энергии от одних участков поля к другим. Пульсации энергии приобретают характер волнового процесса. Изменение вихревого ЭП приводит к появлению вихревого МП (и наоборот).

• 
  Слайд 3
  

  03 Возникшая волна, распространяясь от источника колебаний, охватывает все новые и новые области пространства. Поверхность, разделяющая частицы среды, Точки, колеблющиеся в одинаковых фазах, образуют волновые поверхности. участвующие и не участвующие в колебательном движении, называется волновым фронтом

• 
  Слайд 4

  типы волновых фронтов (ВФ):

  1) сферический ВФ (точечный источник) 2) цилиндрический ВФ (источник в виде нити) 04 3) плоский ВФ

• 
  Слайд 5

  §§ Интерференция света от двух точечных источников

  05 Рассмотрим световое поле от двух когерентных монохроматических источников S1и S2:

• 
  Слайд 6
  

  06

• 
  Слайд 7

  §§ Принцип Гюйгенса-Френеля

  процесс распространения волн в неоднородной среде. дифракция – носят название явлений дифракции. Явления, которые наблюдаются как отклонения от законов геом.оптики Задача теории дифракции – при данном расположении источников и препятствий определить поле во всем пространстве 13

• 
  Слайд 8
  

  14 (совокупность поверхностейидиафрагм) Распространение света – волновой процесс. С помощью уравнений Максвелла можно решать задачи распространения света через любую оптическую систему Часто пользуются приближенными методами решения задачи для границы между тенью и светом. Рассмотрим один из таких методов – принцип Гюйгенса–Френеля

• 
  Слайд 9
  

  15 Пусть в пространстве имеются источники S1, S2 ... Найдем поле в т.P за экраном с отверстием. 1) проведем произвольную поверхность S, закрывающую отверстие и ограниченную краями экрана. Вычислим световое поле в каждой точке этой поверхности

• 
  Слайд 10
  

  16 3) световое поле от поверхности S в точке P совпадает с полем реальных источников света S1, S2 ... 2) каждуюточку (элементповерхности) S можно рассматривать как источник вторичных волн, которые когерентны.

• 
  Слайд 11
  

  17 Принцип Г.–Ф. позволяет определять форму волнового фронта в следующий момент времени как огибающую вторичных волн Световой луч – линия, вдоль которой распространяется свет. В изотропной сределучинаправленыпонормалик ВП

• 
  Слайд 12

  Замечаниe 1:

  18 из принципа Г.–Ф. следует закон отражения и преломления света Из принципа также следует объяснение прямолинейногораспространениясвета Замечаниe 2: Волна, отделившаяся от источника, ведет автономное существование, не зависящее от наличия источников

• 
  Слайд 13
  

  19 препятствие на пути света перекрывает часть вторичных волн. Распределение поля за препятствием определяется как результат сложения волн от многих вторичных источников Пусть A(x, y) – амплитуда поля источников S1, S2, … в точке (x, y). Тогда dSявляется источником вторичных волн с амплитудой A(x, y)·dS

• 
  Слайд 14
  

  20 В точке наблюдения: – нормировочная убывающая функция Результирующее поле в т.P: – Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. «Теория поля», стр.199

• 
  Слайд 15

  §§ Дифракция света на полубесконечном экране

  21 падает ПЭМВ: A(x, y) = const область экрана: x > 0, z = 0 радиус-вектор –

• 
  Слайд 16
  

  22

• 
  Слайд 17

  §§ Дифракция света на бесконечной щели

  23 Пусть A0 – амплитуда поля φ – угол дифракции b – ширина щели λ– длина волны

• 
  Слайд 18
  

  24 Поле элемента dx, находящегося на расстоянии xот края щели: Суммарное поле от всей щели: где . Разность хода:

• 
  Слайд 19
  

  25 Интенсивность света, дифрагирующего на угол φ:

• 
  Слайд 20
  

  φm– угол, под которым наблюдается минимум порядка m 26 направления на минимумы: или

• 
  Слайд 21

  Основные выводы:

  27 т.к. sinφm ≤ 1, то наблюдается конечное число min (темных полос); 2) при b

• 
  Слайд 22

  §§ Дифракция на квадратном отверстии

  28

• 
  Слайд 23

  §§ Дифракция на круглом отверстии

  29

• 
  Слайд 24

  §§ Дифракционная решетка

  30 Расстояние между щелями d – называется постоянной (периодом) решетки. это совокупность большого числа одинаковых, отстоящих друг от друга на одно и то же расстояние щелей. Пусть на решетку падает ПЭМВ с длиной волны λ.

• 
  Слайд 25
  

  31 Пусть щели – маленькие, тогда они являются источниками вторичных волн с цилиндрическим ВФ. – разность хода между вторичными волнами от соседних щелей. – условие наблюдения max

• 
  Слайд 26
  

  32 условие наблюдения главных дифракционных максимумов при дифракции на решетке – номер главного максимума Точное распределение интенсивности в дифракционной картине: N–числолиний(щелей)надиф.решетке

• 
  Слайд 27

  Распределения интенсивности

  33

• 
  Слайд 28
  

  34 Между главными максимумами располагаются: N–2вторичных max N–1вторичных min

• 
  Слайд 29

  §§ Дифракционная решетка как спектральный прибор

  Если в составе падающего излучения присутствуют две спектральные линии λ1иλ2, 35 то они дифрагируют на разные углы – главные максимумы находятся в разных местах (не перекрываются).

• 
  Слайд 30
  

  36 спектр излучения ртутной лампы спектр излучения лампы накаливания

• 
  Слайд 31
  

  37 Для λ1 = λи λ2 =λ+ δλвозможно перекрытие: Пример: тонкая структура линий H:

• 
  Слайд 32
  

  38 В этом случае минимум составляет около 80% от значения в максимуме. δλ, соответствующее этому критерию, для каждого прибора принимает свое значение. разрешающая сила (способность) спектрального прибора Спектральные линии считаются разрешенными, если середина одного максимума совпадает с краем другого. Критерий Рэлея

• 
  Слайд 33
  

  Обычные дифракционные решетки имеют 200-500 штрихов на 1 мм, а лучшие – до 6000. для определения λ и анализа спектров Для получения более точных результатов используют метод наклонных пучков. 39 Применение: