slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
หน่วยที่ 6

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 37

หน่วยที่ 6 - PowerPoint PPT Presentation


  • 233 Views
  • Uploaded on

หน่วยที่ 6. การแทรกสอดคลื่นแสง. แสงช่วงที่ตามนุษย์มองเห็น เป็นส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า ความยาวคลื่น : 400-700 นาโนเมตร. Optics. ทัศนศาสตร์เชิงเลขาคณิต (Geometrical Optics) การสะท้อน (reflection) การหักเห (refraction) … ทัศนศาสตร์เชิงกายภาพ (Physical Optics)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' หน่วยที่ 6' - flo


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

หน่วยที่ 6

การแทรกสอดคลื่นแสง

slide2

แสงช่วงที่ตามนุษย์มองเห็น เป็นส่วนหนึ่งของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ความยาวคลื่น:400-700 นาโนเมตร

optics
Optics
  • ทัศนศาสตร์เชิงเลขาคณิต (Geometrical Optics)
    • การสะท้อน (reflection)
    • การหักเห (refraction)
  • ทัศนศาสตร์เชิงกายภาพ (Physical Optics)
    • การแทรกสอด (interference)
    • การเลี้ยวเบน (diffraction)
    • โพลาไรเซชัน (polarization)
6 1 2
ตอนที่ 6.1 การแทรกสอดของคลื่นแสงจากแหล่งกำเนิดแสง 2 แหล่ง
  • เงื่อนไขของการแทรกสอด
  • การทดลองแบบช่องเล็กยาวคู่
  • การแทรกสอดโดยการสะท้อนจากฟิล์มบาง
  • อินเตอร์ฟีรอมิเตอร์ของไมเคิลสัน
slide6

การแทรกสอด

การแทรกสอดแบบเสริม(Constructive Interference)

      d2 - d1 =  n l,  n = 0, 1, 2, 3, .....----------------------------------ความแตกต่างจะต้องมีค่าเท่ากับจำนวนเท่าของความยาวคลื่น

slide7

การแทรกสอด

การแทรกสอดแบบหักล้าง(Destructive Interference)

d2 - d1 =  (2n + 1) (l/2)       n = 0, 1, 2, 3, ....

slide8
เงื่อนไขการแทรกสอด
  • แหล่งกำเนิดแสงต้องเป็นแหล่งกำเนิดแสงอาพันธ์
  • แหล่งกำเนิดแสงต้องให้แสงสีเดียวกัน
  • การรวมกันของคลื่นต้องเป็นไปตามหลักการทับซ้อนของคลื่น
slide11

การทดลองแบบช่องเล็กยาวคู่ของยัง(Young\'s Double Slit Experiment)

ความต่างวิถี(path difference)

d = d sinq

แถบสว่าง:    

d = d sinq= ml

แถบมืด:    

d = d sinq = (m+1/2)l

m = 0, 1, 2, .... 

slide12

การทดลองแบบช่องเล็กยาวคู่ของยัง(Young\'s Double Slit Experiment)

เมื่อ d << L:  

sinqประมาณเท่ากับ tanq = y/L

แถบสว่างที่ m:

ym/L= ml/d

แถบมืดที่ m:    

ym/L = (m+1/2)l/d  

m = 0, 1, 2, .... 

slide13

ตัวอย่าง:ในการทดลองของยัง ถ้าระยะห่างระหว่างช่องเล็กยาวเป็น 0.1 มิลลิเมตร และระยะห่างจากช่องเล็กยาวคู่ถึงฉากเป็น 50 เซนติเมตร จงคำนวณหาระยะห่างบนฉากระหว่างแถบสว่างที่อยู่ติดกันของแสงที่สีม่วงที่มีค่าความยาวคลื่น 400 นาโนเมตร

  • แถบสว่างที่ m:
  • ym/L= ml/d
  • ระยะห่างระหว่างแถบสว่างที่ติดกัน
  • ym+1 - ym= (m+1)lL/d - mlL/d = lL/d

= (400 nm)(500 mm)/0.1m

= 2,000,000 นาโนเมตร

= 2 มิลลิเมตร

slide14
ความเข้มของริ้วจากช่องเล็กยาว 2 ช่อง

Iave=2I0cos2(f/2)

d<<L:f=2pdy/(lL)

Iave=2I0cos2(pdy/(lL))

slide15

สีบนผิวน้ำมันที่ราดบนถนนสีบนผิวน้ำมันที่ราดบนถนน

  • สีบนฟองสบู่
  • สีบนขนนกยูง
  • วงแหวนนิวตัน
  • ...

การแทรกสอดโดยการสะท้อนจากฟิล์มบาง

n1

n2=n

n3

slide16

การแทรกสอดโดยการสะท้อนจากฟิล์มบาง: n1&n3<n2

  • แสงที่เดินทางจากตัวกลางที่มีดรรชนีหักเหน้อยกว่าไปกระทบผิวของตัวกลางที่มีดรรชนีหักเหมากกว่า แสงสะท้อนจะมีการเปลี่ยนเฟส 180 องศา
  • แสงที่เดินทางจากตัวกลางที่มีดรรชนีหักเหมากกว่าไปกระทบผิวของตัวกลางที่มีดรรชนีหักเหน้อยกว่า แสงสะท้อนจะไม่มีการเปลี่ยนเฟส
slide18

การแทรกสอดโดยการสะท้อนจากฟิล์มบาง: n1&n3<n2

  • แสงตกกระทบผิวฟิล์มในแนวตั้งฉาก

เสริมกัน

2t=(m+0.5)ln

หรือ

2nt =(m+0.5)l, m=0,1,2,…

หักล้างกัน

2t=mln

หรือ

2nt =ml, m=0,1,2,…

n = ดรรชนีหักเหของฟิล์ม

slide19

การแทรกสอดโดยการสะท้อนจากฟิล์มบาง: n1&n3<n2

  • แสงตกกระทบผิวฟิล์มที่ทำให้มุมหักเหเท่ากับ qr

เสริมกัน

2t/cosqr=(m+0.5)ln

หรือ

2nt/cosqr =(m+0.5)l, m=0,1,2,…

หักล้างกัน

2t/cosqr=mln

หรือ

2nt/cosqr =ml, m=0,1,2,…

n = ดรรชนีหักเหของฟิล์ม

slide21

การแทรกสอดที่ฟิล์มอากาศบาง: n1&n3>n2

วงแหวนนิวตัน

เสริมกัน

2t =(m+0.5)l,

m=0,1,2,…

n2=1 (อากาศ)

หักล้างกัน

2t =ml,

m=0,1,2,…

slide22

ตัวอย่าง:การทดลองวงแหวนนิวตันหนึ่งใช้แสงความยาวคลื่น 600 นาโนเมตร และเลนส์มีดรรชนีหักเห 1.5 และมีรัศมีความโค้ง R เท่ากับ 2.5 เมตรจงหารัศมี r ของริ้วสว่างที่ 5 ของวงแหวนนิวตัน

t<<R

r2=R2-(R-t)2 ----> r2= 2Rt

  • ริ้วสว่างที่ 5 ตรงกับ m=4
  • t= (4.5)(6x10-7 m)/2 = 1.35x10-6 m

r2= 2Rt

r= 2.6x10-3m

slide23

การแทรกสอดที่ฟิล์มบาง: n1<n2<n3

การฉาบด้วยฟิล์มไม่สะท้อนแสง

เงื่อนไขการแทรกสอดแบบหักล้าง:

2tn = (m+0.5)l

ความหนาน้อยที่สุดเมื่อ m=0

t = l/4n

หรือ

t = ln/4

slide24

การแทรกสอดที่ฟิล์มบาง: n1<n2<n3

ตัวอย่าง:จากรูป ให้หาความหนาของซิลิคอนออกไซด์ที่ไม่ทำให้เกิดการสะท้อนของแสงความยาวคลื่น 550นาโนเมตร

การฉาบด้วยฟิล์มไม่สะท้อนแสง

t = l/4n

t= 550/(4*1.45)

t= 94.8 nm

slide25

อินเตอร์ฟีรอมิเตอร์ของไมเคิลสัน(Michelson Interferometer)

The Michelson interferometer produces interference fringes by splitting a beam of monochromatic light so that one beam strikes a fixed mirror and the other a movable mirror. When the reflected beams are brought back together, an interference pattern results.

slide26

อินเตอร์ฟีรอมิเตอร์ของไมเคิลสัน(Michelson Interferometer)

Precise distance measurements can be made with the Michelson interferometer

by moving the mirror and counting the interference fringes which move by a

reference point. The distance d associated with m fringes is

d=ml/2

slide27

อินเตอร์ฟีรอมิเตอร์ของไมเคิลสัน(Michelson Interferometer)

λ = 632.8 nm

λ = 420 nm

  • เมื่อขนาดของความแตกต่างของระทางเพิ่มขึ้นริ้วของการแทรกสอดเคลื่อนที่ออก
  • เมื่อขนาดของความแตกต่างของระทางลดลงริ้วของการแทรกสอดเคลื่อนที่เข้า
slide28
ตอนที่ 6.2 การแทรกสอดของคลื่นแสงจากแหล่งกำเนิดแสงหลายแหล่ง
  • การบวกเฟเซอร์ของคลื่น (ริ้วแทรกสอดที่เกิดจากช่องเล็กยาว 2 ช่อง)
  • ริ้วแทรกสอดที่เกิดจากช่องเล็กยาว 3 ช่อง
  • ริ้วแทรกสอดที่เกิดจากช่องเล็กยาว N ช่อง
slide30

การบวกเฟเซอร์ของคลื่นการบวกเฟเซอร์ของคลื่น

ที่ตำแหน่ง P

slide31

การบวกเฟเซอร์ของคลื่นการบวกเฟเซอร์ของคลื่น

กำหนดให้ เป็นความต่างเฟส (phase difference)

จากความสัมพันธ์

ผลรวมของคลื่นขึ้นอยู่กับความต่างเฟส

การรวมคลื่นวิเคราะห์แบบการบวกเฟเซอร์

slide32

E1

E2

Ep

การบวกเฟเซอร์ของคลื่น

ถ้า

แล้วจะได้

หรือ

โดยที่

slide33

Ep

การบวกเฟเซอร์ของคลื่น

slide36

ริ้วแทรกสอดที่เกิดจากช่องเล็กยาว 3 ช่อง

ค่าสูงสุดปฐมภูมิ

(primary maximum)

ค่าสูงสุดทุติยภูมิ

(secondary maximum)

3 slit vs. double slit

3 slit

ad