- •1)----Волновая природа света. Уравнение электромагнитных волн. Скорость распространения электромагнитных волн. Длина волны, частота.
- •2)---Законы геометрической оптики. Луч волны. Принцип Ферма.
- •3)----Линзы. Тонкая линза. Формула тонкой линзы. Построение изображений в тонких линзах.
- •4)----Критерий применимости геометрической оптики. Аберрации оптических приборов.
- •6)---Основные фотометрические величины – световой поток, освещенность, сила света. Единицы измерения.
- •8)----Поляроиды и их применение. Закон Малюса.
- •9)----Эффект Керра. Вращение плоскости поляризации.
- •10)----Явление интерференции света. Оптическая разность хода и разность фаз. Условия усиления и ослабления интенсивности света.
- •13)----Интерференционный опыт Юнга. Ширина интерференционной полосы.
- •16)---Дифракция света
- •18)---Дифракция Френеля на круглом отверстии,.. Радиус зоны Френеля.
- •20)---Дифракция Фраунгофера на одной щели, на двух щелях. Ширина дифракционного максимума.
- •21)---Дифракционная решетка. Условия дифракционных максимумов и минимумов.
- •23)---Дифракция рентгеновских лучей. Рентгеноструктурный анализ. Формула Вульфа-Брэггов.
13)----Интерференционный опыт Юнга. Ширина интерференционной полосы.
Исторически первым интерференционным опытом, получившим объяснение на основе волновой теории света, явился опыт Юнга (1802 г.). В опыте Юнга свет от источника, в качестве которого служила узкая щель S, падал на экран с двумя близко расположенными щелями S1 и S2 (рис. 6.7.3). Проходя через каждую из щелей, световой пучок расширялся вследствие дифракции, поэтому на белом экране Э световые пучки, прошедшие через щелиS1 и S2, перекрывались. В области перекрытия световых пучков наблюдалась интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.
|
|
Ширина интерференционных полос — это расстояние на экране между двумя соседними светлыми или двумя темными полосами.
15)---Ко́льца Нью́тона — кольцеобразные интерференционныемаксимумы и минимумы, появляющиеся вокруг точки касания слегка изогнутой выпуклойлинзыи плоскопараллельной пластины при прохождениисветасквозьлинзуи пластину .Простая интерференционная картина возникает в тонкой прослойкевоздухамежду стеклянной пластиной и положенной на нее плосковыпуклойлинзой, сферическая поверхность которой имеет большойрадиускривизны. Этаинтерференционнаякартина имеет вид концентрическихколец, получивших названиекольца Ньютона.
Радиус k-го светлого кольца Ньютона (в предположении постоянного радиуса кривизнылинзы) в отражённом свете выражается следующей формулой:
где
R — радиус кривизны линзы;
k = 0, 1, 2, …;
λ — длина волнысвета ввакууме;
n — показатель преломлениясреды между линзой и пластинкой.
16)---Дифракция света
Дифракцией называется огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути, или в более широком смысле - любое отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики. Благодаря дифракции волны могут попадать в область геометрической тени, огибать препятствия, проникать через небольшие отверстия в экранах и т. д. Например, звук хорошо слышен за углом дома, т. е. звуковая волна его огибает. Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса, согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн задает положение волнового фронта в следующий момент времени. Френель вложил в принцип Гюйгенса физический смысл, дополнив его идеей интерференции вторичных волн: Каждый участок фронта волны является источником вторичных сферических волн.
Зоны Френеля - участки, на которые можно разбить поверхность световой (или звуковой) волны для вычисления результатов дифракции света (или звука).
17)Метод зон Френеля:Принцип Гюйгенса — Френеля в рамках волновой теории должен был ответить на вопрос о прямолинейном распространении света. Френель разбил волновую поверхность Ф на кольцевые зоны такого размера, чтобы расстояния от краев зоны до М отличались на /2Так как колебания от соседних зон проходят до точки М расстояния, отличающиеся на /2, то в точку М они приходят в противоположной фазе и при наложении эти колебания будут взаимно ослаблять друг друга. Поэтому амплитуда результирующего светового колебания в точке М
где А1, А2, ... — амплитуды колебаний, возбуждаемых 1-й, 2-й, ..., т-й зонами
Подобное разбиение фронта волны на зоны можно выполнить, проведя с центром в точке М сферы радиусами b + ,b + 2,b + 3, ... .а-расстояние от источника до волнового фронта, в-расстояние от центра волнового фронта до точкинаблюдения, r-радиус внешней границы
Из рисунка следует, что
(177.2)
После элементарных преобразований, учитывая, что <<a и <<b, получим
Площадь сферического сегмента и площадь т-й зоны Френеля соответственно равны
Выражение (177.4) не зависит от т, следовательно, при не слишком больших т площади зон Френеля одинаковы. Таким образом, построение зон Френеля разбивает волновую поверхность сферической волны на равные зоны.
Согласно предположению Френеля, действие отдельных зон в точке М тем меньше, чем больше угол т ,т. е. действие зон постепенно убывает от центральной (около Р0) к периферическим.
амплитуда колебания Аm от некоторой m-й зоны Френеля равна среднему арифметическому от амплитуд примыкающих к ней зон, т. е.
Тогда выражение (177.1) можно записать в виде
амплитуда результирующих колебаний в произвольной точке М определяется как бы действием только половины центральной зоны Френеля.
радиус внешней границы т-й зоны Френеля: