- •Фотометрические величины и единицы их измерения.
- •Основные законы геометрической оптики.
- •Принцип суперпозиции. Сложение колебаний.
- •Интерференция волн. Когерентность.
- •Оптическая разность хода волн. Условие максимума и минимума в интерференционной картине.
- •Интерференция света в тонких плёнках. Полосы равного наклона.
- •Полосы равной толщины. Кольца Ньятона.
- •Применение интерференции. Просветление оптики. Интерферометры.
- •Понятие о дифракции света. Принцип Гюйгенса – Френеля.
- •Метод зон Френеля.
- •Дифракция света на круглом препятствии. Пятно Пуассона.
- •Дифракция Фраунгофера. Дифракция Фраунгофера на одной щели.
- •Дифракция света от многих щелей. Дифракционная решётка.
- •Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера.
Дифракция света от многих щелей. Дифракционная решётка.
Большое практическое значение имеет дифракция, наблюдаемая при прохождении света через одномерную дифракционную решетку - систему параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками.
Дифракционная картина на решетке определяется как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей, т. е. в дифракционной решетке осуществляется многолучевая интерференция когерентных дифрагированных пучков света, идущих от всех щелей.
Рассмотрим дифракционную решетку(рассмотрим только две щели). Если ширина каждой щели равна а, а ширина непрозрачных участков между щелями b, то величина d = a + b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки.
Пусть плоская монохроматическая волна падает нормально к плоскости решетки. Так как щели находятся друг от друга на одинаковых расстояниях, то разности хода лучей, идущих от двух соседних щелей, будут для данного направления j одинаковы в пределах всей дифракционной решетки:
Полная дифракционная картина для двух щелей определяется из условий:
т. е. между двумя главными максимумами располагается один дополнительный минимум. Аналогично можно показать, что между каждыми двумя главными максимумами при трех щелях располагается два дополнительных минимума, при четырех щелях - три и т. д.
Если дифракционная решетка состоит из N щелей, то условием главных минимумов является условие :
Условием главных максимумов – условие:
Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков. Закон Брюстера.
Если естественный свет падает на границу раздела двух диэлектриков (например, воздуха и стекла), то часть его отражается, а часть преломляется в распространяется во второй среде. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рис. они обозначены точками), в преломленном — колебания, параллельные плоскости падения (изображены стрелками). Степень поляризации (степень выделения световых волн с определенной ориентацией электрического (и магнитного) вектора) зависит от угла падения лучей и показателя преломления. Шотландский физик Д. Брюстер (1781—1868) установил закон, согласно которому при угле падения iB (угол Брюстера), определяемого соотношением:
n21 — показатель преломления второй среды относительно первой), отраженный луч является плоскополяризованным (содержит только колебания, перпендикулярные плоскости падения) . Преломленный же луч при угле падения iB поляризуется максимально, но не полностью.
Если свет падает на границу раздела под углом Брюстера, то отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны (tgiB = siniB/cosiB, n21=siniB/sini2 (i2 — угол преломления), откуда cosiB=sini2). Следовательно, iB + i2 = /2, но i’B = iB (закон отражения), поэтому i’B + i2 = /2.
Степень поляризации отраженного и преломленного света при различных углах падения можно рассчитать из уравнений Максвелла, если учесть граничные условия для электромагнитного поля на границе раздела двух изотропных диэлектриков (так называемые формулы Френеля).