Презентация на тему "Дифракция света"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Дифракция света

  pptcloud.ru

• 
  Слайд 2
  

  Характерным проявлением волновых свойств света является дифракция света —

  отклонениеот прямолинейного распространения на резких неоднородностях среды

• 
  Слайд 3
  

  Дифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в. Объяснение явления дифракции

  света дано Томасом Юнгом и Огюстом Френелем, которые не только дали описание экспериментов по наблюдению явлений интерференции и дифракции света, но и объяснили свойство прямолинейности распространения света с позиций волновой теории

  Биографии

• 
  Слайд 4

  Принцип Гюйгенса — Френеля

  Для вывода законов отражения и преломления мы использовали принцип Гюйгенса. Френель дополнил его формулировку для объяснения явления дифракции

  Определите, какое дополнение ввел Френель?

• 
  Слайд 5

  Принцип Гюйгенса:

  каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн

• 
  Слайд 6

  Принцип Гюйгенса-Френеля:

  каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн, которые интерферируют между собой

• 
  Слайд 7

  Задание:

  Попробуйте предположить как будет выглядеть дифракционная картина?

• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9

  Задание:

  • Будет ли вид дифракционной картины зависеть от длины волны (цвета)?
  • Как будет выглядеть дифракционная картина в белом свете?
• 
  Слайд 10
  

  Попробуйте предложить идею опыта по наблюдению дифракции

• 
  Слайд 11
  

  Построение дифракционной картины откруглого отверстияи круглого непрозрачного экрана

• 
  Слайд 12
  

  Дифракция от различных препятствий:а) от тонкой проволочки; б) от круглого отверстия; в) от

  круглого непрозрачного экрана.

• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15
  
• 
  Слайд 16

  Зоны Френеля

  Для того чтобы найти амплитуду световой волны от точечногомонохроматического источника света А в произвольной точке О изотропной среды, надо источник света окружить сферой радиусом r=ct

• 
  Слайд 17
  

  Интерференция волны от вторичных источников, расположенных на этой поверхности, определяет амплитуду в рассматриваемой точке P, т. е. необходимо произвести сложение когерентных колебаний от всех вторичных источников на волновойповерхности

• 
  Слайд 18
  

  Так как расстояния от них до точки О различны, то колебания будут приходить в различных фазах.

  Наименьшее расстояние от точки О до волновой поверхности В равно r0

• 
  Слайд 19
  

  Первая зона Френеля ограничивается точками волновой поверхности, расстояния от которых до точки О равны: где — длинасветовой волны

• 
  Слайд 20
  

  Вторая зона: Аналогично определяются границы других зон

• 
  Слайд 21
  
• 
  Слайд 22
  

  Дифракционные картины от одного препятствия с разным числом открытых зон

• 
  Слайд 23
  
• 
  Слайд 24
  

  Если разность хода от двух соседних зон равна половине длины волны, то колебания от них

  приходят в точку О в противоположных фазах и наблюдается интерференционный минимум, если разность ходаравна длине волны, то наблюдается интерференционный максимум

• 
  Слайд 25
  

  Таким образом, если на препятствии укладывается целое число длин волн, то они гасят друг друга и

  в данной точке наблюдается минимум (темное пятно). Если нечетное число полуволн, то наблюдается максимум (светлое пятно)

• 
  Слайд 26

  Зонные пластинки

  На этом принципе основаны т.н. зонные пластинки

• 
  Слайд 27
  
• 
  Слайд 28

  Получение изображения с помощью зонной пластинки

• 
  Слайд 29

  Условия наблюдения дифракции

  Дифракция происходит на предметах любых размеров, а не только соизмеримых с длиной волны

• 
  Слайд 30
  

  Трудности наблюдения заключаются в том, что вследствие малости длины световой волны интерференционные максимумы располагаются очень близко друг к другу, а их интенсивность быстро убывает

• 
  Слайд 31

  Границы применимости геометрической оптики

  • Дифракция наблюдается хорошо на расстоянии
  • Если , то дифракция невидна и получается резкая тень (d - диаметр экрана).
  • Эти соотношения определяют границы применимости геометрической оптики
• 
  Слайд 32
  

  Если наблюдение ведется на расстоянии , гдеd—размер предмета, то начинают проявляться волновые свойства света

• 
  Слайд 33

  Соотношения длины волны и размера препятствия

  На рис. показана примерная зависимость результатов опыта по распространению волн в зависимости от соотношения размеров препятствия и длины волны.

• 
  Слайд 34
  

  Интерференционные картины от разных точек предмета перекрываются, и изображение смазывается

  , поэтому прибор не выделяет отдельные детали предмета. Дифракция устанавливает предел разрешающей способности любого оптического прибора

• 
  Слайд 35
  

  Разрешающая способность человеческого глаза приблизительно равна одной угловой минуте: , гдеD — диаметр зрачка; телескопа =0,02''; у микроскопа увеличение не более 2.103раз. Можно видеть предметы, размеры которых соизмеримы с длиной световой волны

• 
  Слайд 36

  Дифракционная решетка

  Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторого профиля, нанесенную на плоскую или вогнутую оптическую поверхность, применяются в спектральном приборостроении, лазерах, метрологических мерах малой длины и т.д

• 
  Слайд 37
  
• 
  Слайд 38
  
• 
  Слайд 39
  

  Величинаd = a + b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки, где а — ширина щели;b — ширина непрозрачной части

• 
  Слайд 40
  

  Угол  -угол отклонения световых волн вследствие дифракции.

  Наша задача - определить, что будет наблюдаться в произвольном направлении  - максимум или минимум

• 
  Слайд 41
  

  • Оптическая разность хода
  • Из условия максимума интерференции получим:
• 
  Слайд 42
  

  Следовательно:

  - формула дифракционной решетки.

  Величина k— порядок дифракционного максимума ( равен 0,  1,  2 и т.д.)

• 
  Слайд 43

  Определение  с помощью дифракционной решетки

• 
  Слайд 44
  
• 
  Слайд 45

  Гримальди Франческо2.IV.1618 - 28.XII.1663

  Итальянский ученый. С 1651 года - священник.

  Открыл дифракцию света, систематически ее изучал и сформулировал некоторые правила. Описал солнечный спектр, полученный с помощью призмы. В 1662 г. определил величину поверхности Земли.

• 
  Слайд 46

  Френель Огюст Жан (10.V.1788 - 14.VII.1827)

  Французский физик. Научные работы посвящены физической оптике.

  Дополнил известный принцип Гюйгенса, введя так называемые зоны Френеля (принцип Гюйгенса - Френеля). Разработал в 1818 году теорию дифракции света

• 
  Слайд 47

  Юнг Томас13.IV.1773-10.V.1829

  Английский ученый. Полиглот. Научился читать в 2 года. Объяснил аккомодацию глаза, обнаружил интерференцию звука, объяснил интерференцию света, и ввел этот термин. Измерил длины волн световых лучей. Исследовал деформацию

• 
  Слайд 48

  Араго Доменик Франсуа(26.II.1786-2.X.1853)

  Французский физик и политический деятель. Автор многих открытий по оптике и электромагнетизму: хроматическую поляризацию света, вращение плоскости поляризации, намагничивание железных опилок вблизи проводника с током. Установил связь полярных сияний с магнитными бурями. По его указаниями А.Физо и У.Фуко измерили скорость света, а У.Леверье открыл планету Нептун

• 
  Слайд 49

  Фраунгофер Йозеф (6.III.1787- 7.VI.1826)

  Немецкий физик.

  Научные работы относятся к физической оптике. Внёс существенный вклад в исследование дисперсии и создание ахроматических линз. Фраунгофер изучал дифракцию в параллельных лучах (так называемая дифракция Фраунгофера).Сначала от одной щели, а потом от многих. Большой заслугой учёного является использование(с 1821 года) дифракционных решеток для исследования спектров (некоторые исследователи считают его даже изобретателем первой дифракционной решетки)

• 
  Слайд 50

  Пуассон Семион Дени (21.VI.1781 - 25.IV.1840)

  Французский механик, математик, физик, член Парижской академии наук (с 1812 года). Физические исследования относятся к магнетизму, капиллярности, теории упругости, гидромеханике, теории колебаний, теории света. Член Петербургской академии наук (с 1826 года)

• 
  Слайд 51

  КОНЕЦ