ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

С точки зрения волновой оптики свет – это электромагнитные волны, имеющие определенный диапазон частот.

ЯВЛЕНИЯ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЕ СВЕТ КАК ВОЛНУ.

1) Дисперсия – зависимость показателя преломления вещества от частоты (длины волны) проходящего через него света Вследствие дисперсии немонохроматический свет при преломлении, интерференции и дифракции может быть разложен в спектр (на монохроматические составляющие).

Монохроматический свет – это световая волна определенной частоты (свет одного какого – либо цвета). Немонохроматический свет – сложный свет, состоящий из нескольких монохроматических составляющих.

)

> , > , < (для среды, в вакууме скорость света ).

< (). Частота колебаний световой волны не изменяется при переходе из одной среды в другую.

Цвета в природе нет, есть электромагнитные волны разной частоты, которые, воздействуя на сетчатку глаза, вызывают ощущение света. Лист бумаги человек воспринимает белым, т.к. он отражает все падающие на него волны видимой части спектра электромагнитных волн. Сажа черная, т.к. она поглощает все падающие на нее волны видимой части спектра. Лист растения зеленый, т.к. он отражает электромагнитную волну такой частоты, которая, попадая на сетчатку глаза, вызывает ощущение зеленого цвета, все остальные волны видимой части спектра лист поглощает.

2) Интерференция света наблюдается, например, в тонких пленках: мыльный пузырь, бензиновая пленка на воде, крылья насекомых и т. д. Два независимых источника света дают некогерентные волны, для получения когерентных световых волн используют либо лазер, либо делят световую волну, идущую от одного источника, на две части, имеющие разность хода. Так в тонких пленках интерференционную картину могут создавать волны, отраженные от внешней и внутренней поверхности пленки. При этом разность хода , где показатель преломления вещества пленки, толщина пленки. Покрывая объективы приборов пленками с показателем преломления меньшим, чем у вещества линзы и подбирая необходимую толщину пленки, добиваются просветления оптики, т.е. сводят к минимуму отраженную от пленки световую энергию.

Интерференционная картина для монохроматического света представляет собой чередование темных полос (колец) и полос (колец), освещенных данным монохроматическим светом.

Интерференционная картина для белого света представляет собой чередование радужных полос (колец).

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ НА ИНТЕРФЕРЕНЦИЮ СВЕТА

Два когерентных источника и излучают монохроматический свет с длиной волны 600 Определить, на каком расстоянии от точки на экране будет первый максимум освещенности, если

Ответ:

4) Дифракцию света можно наблюдать, если препятствие, которое огибает световая волна, очень маленькое (сравнимое с длиной световой волны) или расстояние от препятствия до экрана в огромное число раз превышает размер самого препятствия. В этих случаях законы геометрической оптики не применимы, т. к. свет отклоняется от прямолинейного распространения. Дифракция всегда сопровождается интерференцией.

При дифракции на отверстии в центре экрана находится темное пятно, при дифракции на препятствии в центре экрана образуется светлое пятно.

ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА – совокупность большого числа параллельных прозрачных для света щелей ширины , разделенных непрозрачными промежутками ширины . Период (постоянная) решетки , где ширина некоторого участка решетки, число штрихов на этом участке. Если на дифракционную решетку падает нормально монохроматический свет, то вследствие дифракции световые волны отклоняются на разные углы .

Если эти волны с помощью линзы собрать на экране, то образуется интерференционная картина, в центре которой расположен центральный (нулевой) максимум, а по обе стороны от него образуются максимумы первого, второго и т. д. порядков.

Если на решетку падает белый свет, то центральный максимум представляет собой белую полоску, по обе стороны от которого наблюдаются цветные спектры разных порядков.

Максимумы образуются при условии . При решении задач для удобства для малых углов () можно заменить на .

Разложение света в спектр с помощью дифракционной решетки или призмы используется при проведении спектрального анализа. С помощью спектрального анализа определяют химический состав вещества (спектр у каждого химического вещества свой, не совпадающий со спектром ни одного другого химического элемента), температуру вещества, скорость движения тел.

5) Поляризация света возможна вследствие того, что свет является поперечной волной. Естественный свет представляет собой волну, в которой колебания вектора происходят в разных плоскостях, если колебания вектора происходят в одной определенной плоскости, то свет оказывается поляризованным. Поляризовать свет можно, например, с помощью кристалла турмалина, который вследствие своей анизотропии пропускает световые волны с колебаниями, лежащими в одной плоскости.

Содержание

Поиск по сайту: