Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
План_оптика_2012.doc
Скачиваний:
2
Добавлен:
20.09.2019
Размер:
87.04 Кб
Скачать

Волновая природа света

  • Волна

  • Продольные и поперечные волны

  • Скорость света, показатель преломления

  • Фронт волны

  • Плоские и сферические волны

  • Плоская монохроматическая волна

    • Фронт волны

    • Волновое уравнение

    • Общий вид решения

    • Уравнение плоской монохроматической волны

      • Амплитуда

      • Круговая (циклическая) частота

      • Фаза, начальная фаза

    • Волновое число

    • Монохроматическая волна

    • Экспоненциальное представление плоской монохроматической волны

      • Формула Эйлера

      • Действительная (мнимая) часть

    • Уравнение плоской монохроматической волны, распространяющейся в произвольном направлении

  • Сферическая волна

    • Точечный источник света

    • Убывающая амплитуда

    • Уравнение сферической волны

    • Как получить плоскую волну, используя точечный источник света

  • Монохроматические и квазимонохроматические волны

    • По определению описывается гармонической функцией

    • Постоянные частота, амплитуда и фаза

    • Любая реальная волна не является монохроматической

    • Больше интервал постоянства амплитуды – более монохроматическая волна

    • Монохроматическая волна – абстракция (модель)

    • Квазимонохроматическая волна

    • Гармоническая волна с изменяющейся амплитудой эквивалентна совокупности нескольких монохроматических волн

      • Пример с гармонически изменяющейся амплитудой

      • Интегралы Фурье (любой периодический и непериодический закон изменения амплитуды)

    • Модуляция

      • Пример с двумя камертонами

    • Световые волны, излучаемые атомами

      • Цуг

      • Длина цуга

      • Спектральный состав излучения цуга

Поляризация света

  • Равнозначность продольных волн

  • Различие поперечных волн

  • Волна вида ”ExBy

    • Синфазность колебаний

    • Правая тройка векторов

  • Понятие поляризации

    • Плоско (линейно) поляризованные волны

    • Волна вида ”ExBy

    • Плоскость поляризации

    • Колебания вдоль одной линии – линейная поляризация

    • Изменим плоскость поляризации – ”EyBx” (–EyBx)

  • Направление поляризации – направление колебаний вектора

    • Изображение в виде линии

    • Приоритет при взаимодействии света с веществом

  • Общий случай поляризации

    • Бесконечное число различных линейных поляризаций света

    • Суперпозиция линейно поляризованных волн

    • Уравнение эллипса, вписанного в прямоугольник

    • Эллиптически поляризованная волна – общий случай поляризации света

    • Понятие правой и левой поляризации

      • Направление вращения определяется разностью фаз

    • Важные частные случаи

      • Линейная поляризация

      • Круговая (циркулярная) поляризация

      • Суперпозиция волн, поляризованных по правому и левому кругу

  • Естественная поляризация

    • Полностью поляризованная волна

    • Хаотические изменения поляризации нелазерного источника света

    • Равновероятные направления – естественно поляризованная волна

    • Солнечный свет, излучение лампочки накаливания

  • Частично поляризованный свет

    • Суперпозиция естественно и линейно поляризованных компонент

  • Степень поляризации

    • Определение

    • Неоднозначность термина

  • Поляризатор

    • Ось поляризатора

    • Прохождение естественного света через поляризатор

    • Прохождение линейно поляризованного света через поляризатор

    • Закон Малюса

  • Применение поляризации света

    • Исследование оптической анизотропии

    • Плавное изменение интенсивности проходящего света

    • Блокировка встречного света фар

    • Устранение бликов

    • Очки для сварки

    • 3D-кино

    • Светофильтры

    • Определение концентраций растворов

    • Специальные оптические применения: формирование коротких импульсов, модуляция света, измерение высоких напряжений

Интерференция

Сложение электромагнитных колебаний

  • Сложение двух колебаний с одинаковыми частотами

    • Метод векторных диаграмм

    • Сумма двух колебаний

    • Когерентные колебания

    • Интерференция

    • Некогерентные колебания

Интерференция световых волн

  • Интерференция двух волн, поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях

  • Интерференция волн разной частоты

  • Условия максимума и минимума интерференционной картины

  • Связь между разностью хода и разностью фаз

  • Интерференционная картина на экране

  • Видимость интерференционной картины

Интерференционные схемы

  • Интерференция свидетельствует о волновой природе света

  • Излучение обычных источников света

  • Длина когерентности

  • Общая идея интерференционных схем

  • Ограничение, накладываемое на разность хода

Метод деления волнового фронта

  • Схема Юнга

    • Дифракция света на щелях

    • Требования к размерам источников

    • Два действительных когерентных источника света

  • Зеркало Ллойда

    • Малые углы

    • Мнимый когерентный источник света

  • Бизеркала Френеля

    • Два мнимых изображения одного источника

    • Ограниченная интерференционная картина

  • Бипризма Френеля

Влияние немонохроматичности света и размеров источника

на видимость интерференционной картины

  • Ширина интерференционной полосы

    • Зависит от длины волны и углового расстояния между источниками

    • Спектральная линия

    • Полуширина спектральной линии

  • Уширение интерференционных максимумов (минимумов)

  • Предельный порядок интерференции

  • Степень монохроматичности света

  • Допустимая разность хода

  • Влияние размеров источника

Метод деления амплитуды

  • Преимущество: менее жесткие условия к размерам источника

  • Интерференция в тонких пленках

    • Оптическая длина пути

    • Разность хода между интерферирующими лучами

    • Отражение от оптически более плотной среды

    • Интерференционная картина

    • Полосы равного наклона

    • Допустимые толщины пленки

    • Локализация полос равного наклона

  • Полосы равной толщины

    • Локализация полос равной толщины

    • Разноцветные полосы на пленке бензина

    • Кольца Ньютона

      • Локализация интерференционной картины

      • Вид интерференционной картины

      • Радиус темного кольца

      • Кольца Ньютона в проходящем свете

      • Кольца Ньютона в белом свете

      • Тип используемой линзы