Презентация на тему "Интерференция. Дифракция" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Интерференция. Дифракция

• 
  Слайд 2

  Интерференция света

  • Интерференция — одно из наиболее убедительных доказательств волновых свойств.
  • Интерференция присуща волнам любой природы.
  • Интерференцией световых волн называется сложение двух когерентных волн, вследствие которого наблюдается усиление или ослабление результирующих световых колебаний в различных точках пространства.
• 
  Слайд 3

  Когерентные волны

  • Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источники волн были когерентными.
  • Волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную во времени разность фаз, называются когерентными.
  • Все источники света, кроме лазеров, некогерентные.
• 
  Слайд 4

  Как можно наблюдать интерференцию света?

  • Чтобы наблюдать интерференцию света, надо получить когерентные световые пучки.
  • Для этого, до появления лазеров, во всех приборах для наблюдения интерференции света когерентные пучки получались путем разделения и последующего сведения световых лучей, исходящих из одного источника света.
  • Для этого использовались щели, зеркала и призмы.
• 
  Слайд 5

  Опыт Юнга

  • В начале 19-го века английский ученый Томас Юнг поставил опыт, в котором можно было наблюдать явление интерференции света.
  • Свет, пропущенный через узкую щель, падал на две близко расположенные щели, за которыми находился экран.
  • На экране вместо ожидаемых двух светлых полос появлялись чередующиеся цветные полосы.
• 
  Слайд 6

  Схема опыта Юнга

• 
  Слайд 7

  Наблюдение интерференции в лабораторных условиях

• 
  Слайд 8

  Интерференционные максимумы

  Интерференционные максимумы наблюдаются в точках, для которых разность хода волн ∆d равна четному числу полуволн, или, что то же самое, целому числу волн.

• 
  Слайд 9

  Интерференционные минимумы

  Интерференционные минимумы наблюдаются в точках, для которых разность хода волн ∆d равна нечетному числу полуволн.

• 
  Слайд 10

  Интерференция в тонких пленках

  Мы много раз наблюдали интерференционную картину, когда наблюдали за мыльными пузырями, за радужным переливом цветов тонкой пленки керосина или нефти на поверхности воды.

• 
  Слайд 11

  Объяснение интерференции в тонких пленках

  • Происходит сложение волн, одна из которых отражается от наружной поверхности пленки, а вторая — от внутренней.
  • Когерентность волн, отраженных от наружной и внутренней поверхностей пленки, обеспечивается тем, что они являются частями одного и того же светового пучка.
• 
  Слайд 12

  Объяснение цвета тонких пленок

  • Томас Юнг объяснил, что различие в цвете связано с различием в длине волны (или частоте световых волн).
  • Световым пучкам различного цвета соответствуют волны различной длины.
• 
  Слайд 13
  

  Для взаимного усиления волн, отличающихся друг от друга длиной (углы падения предполагаются одинаковыми), требуется различная толщина пленки.

• 
  Слайд 14
  

  Следовательно, если пленка имеет неодинаковую толщину, то при освещении ее белым светом должны появиться различные цвета.

• 
  Слайд 15

  Кольца Ньютона

  Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойке воздуха между стеклянной пластиной и положенной на нее плоско-выпуклой линзой, сферическая поверхность которой имеет большой радиус кривизны.

• 
  Слайд 16
  

  Интерференционная картина имеет вид концентрических колец.

• 
  Слайд 17

  Объяснение «колец Ньютона»

  • Волна 1 отражается от нижней поверхности линзы, а волна 2 — от поверхности лежащего под линзой стекла.
  • Волны 1 и 2 когерентны: они имеют одинаковую длину и постоянную разность фаз, которая возникает из-за того, что волна 2 проходит больший путь, чем волна 1.
• 
  Слайд 18

  Определение радиуса колец Ньютона

  • Если известен радиус кривизны R поверхности линзы, то можно вычислить, на каких расстояниях от точки соприкосновения линзы со стеклянной пластиной разности хода таковы, что волны определенной длины λ гасят друг друга.
  • Эти расстояния являются радиусами темных колец Ньютона, так как линии постоянной толщины воздушной прослойки представляют собой окружности.
• 
  Слайд 19

  Определение длины волны

  Зная радиусы колец, можно вычислить длину волны, используя формулу, где R — радиус кривизны выпуклой поверхности линзы (k = 0,1,2,...), r — радиус кольца.

• 
  Слайд 20

  Дифракция света

  Дифракция света — отклонение волны от прямолинейного распространения при прохождении через малые отверстия и огибание волной малых препятствий.

• 
  Слайд 21

  Условие проявления дифракции

  где d — характерный размер отверстия или препятствия, L — расстояние от отверстия или препятствия до экрана.

• 
  Слайд 22

  Наблюдение дифракции света

  Дифракция приводит к проникновению света в область геометрической тени

• 
  Слайд 23

  Соотношение между волновой и геометрической оптикой

  • Одно из основных понятий волновой теории — фронт волны.
  • Фронт волны — это совокупность точек пространства, до которых в данный момент дошла волна.
• 
  Слайд 24

  Принцип Гюйгенса

  Каждая точка среды, до которой доходит волна, служит источником вторичных волн, а огибающая этих волн представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени.

• 
  Слайд 25
  

  Объяснение законов отражения и преломления света с точки зрения волновой теории

  • Пусть плоская волна падает под углом на границу раздела двух сред.
  • Согласно принципу Гюйгенса, каждая точка этой границы сама становится источником сферических волн.
  • Волны, идущие во вторую среду, формируют преломленную плоскую волну.
  • Волны, возвращающиеся в первую среду, формируют отраженную плоскую волну.
• 
  Слайд 26

  Отражение света

  • Фронт отраженной волны BD образует такой же угол с плоскостью раздела двух сред, что и фронт падающей волны AC.
  • Эти углы равны соответственно углам падения и отражения.
  • Следовательно, угол отражения равен углу падения.
• 
  Слайд 27

  Преломление света

  • Фронт падающей волны AC составляет больший угол с поверхностью раздела сред, чем фронт преломленной волны.
  • Углы между фронтом каждой волны и поверхностью раздела сред равны соответственно углам падения и преломления.
  • В данном случае угол преломления меньше угла падения.
• 
  Слайд 28

  Закон преломления света

  • Расчеты показывают, что отношение синусов этих углов равно отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде.
  • Для данных двух сред это отношение постоянно.
  • Отсюда следует закон преломления: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления постоянно для данных двух сред.
• 
  Слайд 29

  Физический смысл показателя преломления

  Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света v в данной среде.

• 
  Слайд 30

  Вывод

  Законы геометрической оптики являются следствиями волновой теории света, когда длина световой волны намного меньше размеров препятствий.