Форма входа





Середа, 18.06.2025, 14:20
Приветствую Вас Гість | RSS
Моя фізика
Главная | Регистрация | Вход
Каталог статей


Главная » Статьи » II Семестр » Лекція 12

Лекція 12. (частина1) ХВИЛЬВА ОПТИКА.

Якщо в просторі поширюються кілька  хвиль від різних джерел, то при зустрічі ці хвилі будуть накладатися одна на одну там, де вони зустрічаються і перетинаються. Про те кожна з хвиль, пройшовши місце зустрічі з другою хвилею, продовжує поширюватися далі так, ніби такої зустрічі не було. Це означає, що поширення в просторі хвиль від одного джерела не заважає поширенню в ньому інших хвиль.

Якщо джерела хвиль коливаються з однаковою частотою і протягом усього часу коливань зберігають сталу різницю фаз, то такі джерела називаються когерентними.

Хвилі, які створюються такими джерелами, теж називаються когерентними.

Під час накладання когерентних хвиль утворюється стійка картина коливань точок середовища, на якій видно, що одні точки коливаються з великою амплітудою, а інші – з маленькою.

Явище   накладання   когерентних   хвиль,  внаслідок   якого   виникають підсилення   і   послаблення   коливань   в   різних   точках   середовища, називається    інтерференцією   хвиль.

Французький фізик Френель показав, що світлові хвилі також можуть інтерферувати. Але інтерференція світла виникає при складніших умовах. Для цього слід мати когерентні джерела світла. Будь-які два однакові джерела є некогерентними.   Для одержання когерентних  хвиль треба промені, які йдуть від одного джерела світла в різних напрямах, накласти один на одного. Френель розробив кілька способів накладання хвиль:  за допомогою біпризми;  за допомогою бідзеркал.

Біпризма – це   дві   однакові   скляні   призми   з  дуже   малими  заломними   кутами  склеєні одна з одною своїми вузькими поверхнями. Світловий   промінь,  що   падає   на   призму,   розділяється   на   два  когерентні, а потім ці промені знову накладаються. При цьому на екрані можна побачити інтерференційну   картину. Найчіткіша картина   буде на екрані тоді, коли джерело світла буде  давати монохроматичне випромінювання, тобто випромінювання   з   однією   точно   певною   частотою   коливань ( одного кольору ). Таке   випромінювання   дають   світлофільтри.

Якщо джерело світла зробити у вигляді вузької щілини, то на екрані буде видно чергування темних і світлих смуг. Проти джерела на екрані буде світла смуга, бо в цьому місці на екрані будуть накладатися хвилі з однаковими фазами. При віддаленні від центральної смуги, будуть накладатися хвилі з різними фазами. У цих місцях виникають темні смуги. Коли різниця хвильових шляхів досягне   довжини   хвилі,   знову   утворюється   світла   смуга,   і   так   далі.

Інтерференція променів залежить від їх оптичної різниці ходу - D, яка відрізняється   від   геометричної   різниці   ходу .

Таким чином підсилення чи послаблення картини підлягає певним закономірностям,     які    називаються     умовами     інтерференції:

Якщо   в  даній   точці   середовища   накладаються   дві  хвилі,   у   яких   різниця   ходу   рівна   парному   числу   півхвиль,  то  при   цьому   

хвилі   підсилюють   одна   одну   і   виникає   максимум   інтерференції.

Умова   максимуму   така

D max  =  2 k l / 2.

 

Якщо   в   даній   точці   накладаються   дві   хвилі,   у   яких   різниця   ходу рівна   непарному   числу   півхвиль, то   при  цьому   хвилі послаблюють одна   одну   і   виникає   мінімум    інтерференції.

Умова  мінімуму   така

D min  = ( 2 k  + 1) l / 2 .

 

У   цих   сніввідношеннях    k – це   ціле   число ( 1, 2, 3, …).

Розглядаючи інтерференцію від різних колорів хвиль, можна зробити висновок, що чим менше значення довжини хвилі, яка дає інтерференцію, тим на меншій відстані один від одного розміщуються інтерференційні смуги.  Для червоного   світла   відстані між   смугами   будуть   більші,   ніж   для   фіолетового   і   т.д.

Якщо   біпризму   освітити   білим   світлом, то  смуги   будуть   кольрові   по   обидва   боки   від   світлої   центральної.

Явище   інтерференції  можна спостерігати за допомогою плоскопаралельної   пластинки,   клиноподібної   плівки,   кілець   Ньютона.

 

Другою ознакою хвильвої природи світла є дифракція.

Дифракція – це  огинання  хвилею  перешкод,  розміри  яких   співмірні  з  довжиною   хвилі.

Якщо перешкода велика, то за нею хвилі немає. Якщо розмір перешкоди малий, то хвилі заходять за її краї, а дуже малу перешкоду огинають так, що за нею фронт   хвилі   не   змінюється.

Явище дифракції світлових хвиль можна спостерігати дуже близько від перешкоди, якщо розміри перешкоди співмірні з довжиною хвилі,  і на значній відстані від перешкоди, якщо перешкода велика порівняно з довжиною хвилі.

Так як довжини світлових хвиль дуже малі, то будь-які реальні розміри предмета будуть для них великими перешкодами. Тому спостерігати явище дифракції світла  можна лише на значній відстані від перешкоди.

Для спостереження можна взяти або дуже маленький диск або дуже вузьку щілину. Якщо джерело розмістити перед цими предметами, то на екрані буде спостерігатись дифракція. Вигляд буде такий. По центру екрану буде спостерігатися світлий кружечок оточений темними і світлими кільцями, які чергуються.

            Дифракція на щілині виглядає так. По центрі буде світла смуга, а по обидва боки  від неї розміщуються темні і світлі смуги, чергуючись. Якщо диск або щілину освітлювати білим світлом, то картина матиме райдужне забарвлення.

 

 
Лекцію в форматі .rtf (в .zip архіві) можна завантажити тут: http://www.myfizika.ucoz.ua/lekcii/lekcia12.zip
Категория: Лекція 12 | Добавил: Admin (12.03.2009) | Автор: Проць Г.М.
Просмотров: 3556

Copyright DokoStudio © 2025