Презентация на тему "Дифракция" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Дифракция

  Дифракция света – это явление отклонения света от прямолинейного направления его распространения во время прохождения рядом с препятствиями.

• 
  Слайд 2
  

  Вообще, дифракционные явления выражены тем отчётливей, чем мельче препятствие. Наиболее существенна дифракция в тех случаях, когда размер препятствия меньше или порядка длины волны. Дифракция, как и интерференция, свойственна всем видам волн - механическим и электромагнитным. Видимый свет есть частный случай электромагнитных волн; неудивительно поэтому, что можно наблюдатьдифракцию света.

• 
  Слайд 3
  

  Дифракция состоит в том, что волна огибает край препятствия и заходит в область геометрической тени. Пусть, например, плоская волна падает на экран с достаточно узкой щелью На выходе из щели возникает расходящаяся волна, и эта расходимость усиливается с уменьшением ширины щели. Дифракция на щели 

• 
  Слайд 4
  

  на рис.  изображена дифракционная картина, полученная в результате прохождения лазерного луча сквозь небольшое отверстие диаметром 0,2мм.

• 
  Слайд 5
  

  Мы видим центральное яркое пятно; совсем далеко от пятна расположена тёмная область - геометрическая тень. Но вокруг центрального пятна - вместо чёткой границы света и тени! - идут чередующиеся светлые и тёмные кольца. Чем дальше от центра, тем менее яркими становятся светлые кольца; они постепенно исчезают в области тени.

• 
  Слайд 6
  

  Плоская волна падает на первое отверстие, и за отверстием возникает световой конус, расширяющийся вследствие дифракции. Он достигает следующих двух отверстий, которые становятся источниками двух когерентных световых конусов. Вот теперь - благодаря точечности первичного источника - в области перекрытия конусов будет наблюдаться интерференционная картина! Томас Юнг осуществил этот эксперимент, измерил ширину  интерференционных полос, вывел формулу  и с помощью этой формулы впервые вычислил длины волн видимого света. этот опыт вошёл в число самых знаменитых в истории физики.

• 
  Слайд 7
  

   принцип Гюйгенса: каждая точка, вовлечённая в волновой процесс, является источником вторичных сферических волн; эти волны распространяются от данной точки, как из центра, во все стороны и накладываются друг на друга. Гюйгенс свёл свой принцип к чисто геометрическому способу построения новой волновой поверхности как огибающей семейства сфер, расширяющихся от каждой точки исходной волновой поверхности. Вторичные волны Гюйгенса - это математические сферы, а не реальные волны; их суммарное действие проявляется только на огибающей, т. е. на новом положении волновой поверхности.

• 
  Слайд 8
  

  Принцип Гюйгенса–Френеля. Каждая точка волновой поверхности служит источником вторичных сферических волн. Все эти вторичные волны являются когерентными ввиду общности их происхождения от первичного источника (и, стало быть, могут интерферировать друг с другом); волновой процесс в окружающем пространстве есть результат интерференции вторичных волн. Идея Френеля наполнила принцип Гюйгенса физическим смыслом. Вторичные волны, интерферируя, усиливают друг друга на огибающей своих волновых поверхностей в направлении "вперёд", обеспечивая дальнейшее распространение волны. А в направлении "назад" происходит их интерференция с исходной волной, наблюдается взаимное гашение, и обратная волна не возникает. В частности, свет распространяется там, где вторичные волны взаимно усиливаются. А в местах ослабления вторичных волн мы будем видеть тёмные участки пространства.

• 
  Слайд 9

  Принцип Гюйгенса-Френеля. 

  ΔS1 и ΔS2 – элементы волнового фронта, n1 и n2 - заданные нормали.

• 
  Слайд 10

  Дифракция плоской волны на экране, содержащем круглое отверстие.

• 
  Слайд 11

  Границы зон Френеля в плоскости отверстия.

• 
  Слайд 12

  Зоны Френеля на сферическом фронте волны.

• 
  Слайд 13
  

  Существование дифракционных явлений было задолго до времен Ньютона. Объяснение, основанное на корпускулярной теории, не давало должных результатов. Одним из первых объяснений явления дифракции, основанное на волновых представлениях, было дано Т. Юнгом. Еще в 18181818 году была известна и развита количественная теория дифракционных явлений О. Френеля. Принцип Гюйгенса был заложен в основу. Он только дополнил при помощи идеи об интерференции вторичных волн.

• 
  Слайд 14
  

  Первоначальный вид данного принципа давал возможность нахождения положения фронтов в последующие моменты времени, иначе говоря, определял направление распространения волны. Это и есть принцип геометрической оптики. Впоследствии гипотеза Гюйгенса об огибающих вторичных волнах были заменены Френелем с помощью физически ясного положения, тогда вторичные волны в точке наблюдения интерферировали друг с другом.