- •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.
18)---Дифракция Френеля на круглом отверстии,.. Радиус зоны Френеля.
1. Дифракция на круглом отверстии. Сферическая волна, распространяющаяся из точечного источника S, встречает на своем пути экран с круглым отверстием. Дифракционную картину наблюдаем на экране Э в точке В, лежащей на линии, соединяющей S с центром отверстия (рис. 259).
Экран параллелен плоскости отверстия и находится от него на расстоянии b. Разобьем открытую часть волновой поверхности Ф на зоны Френеля. Вид дифракционной картины зависит от числа зон Френеля, открываемых отверстием. Амплитуда результирующего колебания, возбуждаемого в точке В всеми зонами
где знак плюс соответствует нечетным m и минус - четным m.
(Амплиту́да — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательномиливолновомдвижении.Неотрицательнаяскалярнаявеличина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины.Амплитуда результирующего колебания зависит от разности фаз складываемых колебаний) Число зон Френеля, открываемых отверстием, зависит от его диаметра.
19)--- Дифракция на диске. Сферическая волна, распространяющаяся от точечного источника S, встречает на своем пути диск. Дифракционную картину наблюдаем иа экране Э в точке В, лежащей на линии, соединяющей S с центром диска (рис. 260).
В данном случае закрытый диском участок волнового фронта надо исключить из рассмотрения и зоны Френеля строить начиная с краев диска. Пусть диск закрывает т первых зон Френеля. Тогда амплитуда результирующего колебания в точке В равна или
так как выражения, стоящие в скобках, равны нулю. Следовательно, в точке В всегда наблюдается интерференционный максимум (светлое пятно), соответствующий половине действия первой открытой зоны Френеля.
Пятно Пуассона - светлое пятно в центре геометрической тени от непрозрачного объекта. Оно обусловлено загибанием света в область геометрической тени. Дифракция на дисках различного диаметра приводит к появлению в центре геометрической тени максимума - т.н. пятна Пуассона. Диаметр и яркость пятна увеличиваются при уменьшении диаметра диска.
Зоны Френеля, участки, на которые разбивают волновую поверхность при рассмотрении дифракции волн (Гюйгенса—Френеля принцип)Радиус зоны Френеля:,m-номер зоны френеля,L-длина волны,b-расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения,а-расстояние от источник света до волновой поверхности.
20)---Дифракция Фраунгофера на одной щели, на двух щелях. Ширина дифракционного максимума.
Рассмотрим экран с двумя щелями, на которые нормально падает плоская монохроматическая волна. Расчеты показывают, что интенсивность света за экраном будет зависеть от угла φ между направлением распространения света и перпендикуляром к экрану. Дифракцией Фраунгофера на двух щелях, когда ширина щелей остается постоянной, а расстояние между щелями меняется. Мы видим, что период интерференционных полос на экране изменяется, а общая ширина дифракционной картины остаётся неизменной.
Теория дифракции даёт следующее выражение для интенсивности дифракции Фраунгофера на произвольном количестве щелей:
; ;,
где i0 – интенсивность света в центре дифракционной картины, излучаемая в направлении φ = 0, когда открыта только одна щель, b – ширина щели, d – расстояние между щелями, λ – длина волны света, N – число щелей. Множитель (sin γ / γ)2 характеризует распределение интенсивности в результате дифракции плоской волны на каждой щели, а множитель (sin2 Nδ / sin2 δ) учитывает интерференцию между пучками, исходящими от всех щелей.
Дифракция Фраунгофера от бесконечно длинной щели (для этого практически достаточно, чтобы длина щели была значительно больше ее ширины).
где F- основание перпендикуляра
Из этого выражения вытекает, что число зон Френеля, укладывающихся на ширине щели, зависит от угла j. От числа зон Френеля, в свою очередь, зависит результат наложения всех вторичных волн. Если число зон Френеля четное, то
(179.2)
И это дифракционный минимум (полная темнота), если же число зон Френеля нечетное, то
и наблюдается дифракционный максимум, соответствующий действию одной нескомпенсированной зоны Френеля.
Ширина максимума: -формула максимума из нее выводим формулу ширины.
Обычно углы дифpакции малы, поэтому можно положить, что .
Следовательно, шиpина главного максимума (шиpина дифpакции) pавна
Дифpакция тем яpче выpажена, чем уже щель и чем больше длина волны