Download

WYKŁAD 11 ZJAWISKA DYFRAKCJI I INTERFERENCJI ŚWIATŁA; SPÓJNOŚĆ






Advertisement
/ 48 []
Download Presentation
Comments
satya
From:
|  
(1152) |   (0) |   (0)
Views: 110 | Added:
Rate Presentation: 0 0
Description:
WYKŁAD 11 ZJAWISKA DYFRAKCJI I INTERFERENCJI ŚWIATŁA; SPÓJNOŚĆ. PLAN WYKŁADU. Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia Zasada superpozycji Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym Interferencja fal z dwóch spójnych źródeł punktowych PODSUMOWANIE. Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia.
WYKŁAD 11 ZJAWISKA DYFRAKCJI I INTERFERENCJI ŚWIATŁA; SPÓJNOŚĆ

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

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use only and may not be sold or licensed nor shared on other sites. SlideServe reserves the right to change this policy at anytime. 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 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -




Wyk ad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji wiat a sp jnoSlide 1

WYKŁAD 11ZJAWISKA DYFRAKCJI I INTERFERENCJI ŚWIATŁA; SPÓJNOŚĆ

Plan wyk aduSlide 2

PLAN WYKŁADU

  • Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia

  • Zasada superpozycji

  • Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym

  • Interferencja fal z dwóch spójnych źródeł punktowych

  • PODSUMOWANIE

Uwagi wst pne i podstawowe poj ciaSlide 3

Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia

Obraz geometryczny i obszar dyfrakcji

Odstępstwa od modelu promieni, efekty „brzegowe”

Dyfrakcja fresnelaSlide 4

Dyfrakcja Fresnela:

Dyfrakcja Fraunhofera:

Niezbyt duża i wystarczająco duża odległość ekranu od otworu

Sp jno r nych r de r d o pierwotne i r d a wt rneSlide 5

Warunki na otrzymanie dyfrakcji:monochromatyczność – spójność czasowa, stała różnica faz pomiędzy falami przechodzącymi przez ten sam punkt otworu w różnych chwilach czasuspójność przestrzenna – stała różnica faz pomiędzy falami przechodzącymi przez różne punkty otworu

Spójność różnych źródeł; źródło „pierwotne” i źródła „wtórne”

Dyfrakcja i interferencja, nakładanie się efektów dyfrakcyjnych i interferencyjnych

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 6

Zasada superpozycji

Jeśli E1 i E2 są rozwiązaniami to także E1+E2 jest rozwiązaniem równania falowego.

Zasada ta to podstawa teorii zjawisk dyfrakcji i interferencji

Nat enie fali wietlnej w zapisie zespolonymSlide 7

Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym

Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni):

Nat enie fali wietlnej w zapisie zespolonym1Slide 8

Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym

Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni):

Znaczenie średniej w czasie. Dla fal harmonicznych:

Nat enie fali wietlnej w zapisie zespolonym2Slide 9

Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym

Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni):

Znaczenie średniej w czasie. Dla fal harmonicznych:

Średnia w czasie wartość E2:

Nat enie fali wietlnej w zapisie zespolonym3Slide 10

Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym

Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni):

Znaczenie średniej w czasie. Dla fal harmonicznych:

Średnia w czasie wartość E2:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 11

Wstawiając:

do wyrażenia na S

otrzymamy:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 12

Wstawiając:

do wyrażenia na S

otrzymamy:

albo, korzystając z :

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 13

Wstawiając:

do wyrażenia na S

otrzymamy:

albo, korzystając z :

mamy :

Interferencja fal z dw ch sp jnych i monochromatycznych r de punktowychSlide 14

Interferencja fal z dwóch spójnych i monochromatycznych źródeł punktowych

Interferencja fal z dw ch sp jnych i monochromatycznych r de punktowych1Slide 15

Interferencja fal z dwóch spójnych i monochromatycznych źródeł punktowych

Ca kowite u rednione w czasie nat enie i pSlide 16

Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P):

Ca kowite u rednione w czasie nat enie i p1Slide 17

Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P):

Ca kowite u rednione w czasie nat enie i p2Slide 18

Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P):

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 19

Ostatecznie otrzymamy:

gdzie:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 20

Ostatecznie otrzymamy:

gdzie:

interferencja konstruktywna

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 21

Ostatecznie otrzymamy:

gdzie:

interferencja konstruktywna

interferencja destruktywna

Przypadek jednakowych r deSlide 22

Przypadek jednakowych źródeł:

zerowe natężenia w „ciemnych” prążkach

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 23

Interferencja konstruktywna:

geometryczna definicja hiperboli: miejsce geometryczne punktów, których bezwzględna wartość różnicy odległości od dwóch punktów (ognisk) jest stała

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 24

Hiperboloida „jasnego prążka” dla:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 29

definiując:

otrzymamy:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 30

definiując:

otrzymamy:

i dalej:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 32

Pomijając jedynkę otrzymamy:

dwie proste na płaszczyźnie, stożek w przestrzeni

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 33

Pomijając jedynkę otrzymamy:

dwie proste na płaszczyźnie, stożek w przestrzeni

Na płaszczyźnie (płaskim ekranie) otrzymamy krzywe stożkowe; dla płaszczyzny równoległej do prostej na której leżą źródła, hiperbole, dla płaszczyzny prostopadłej, okręgi, dla innych elipsy

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 34

Pomijając jedynkę otrzymamy:

dwie proste na płaszczyźnie, stożek w przestrzeni

Na płaszczyźnie (płaskim ekranie) otrzymamy krzywe stożkowe; dla płaszczyzny równoległej do prostej na której leżą źródła, hiperbole, dla płaszczyzny prostopadłej, okręgi, dla innych elipsy

liczba hiperbol:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 35

Doświadczenie Younga, obserwacja prążków

α kąt określający położenie punktu P na ekranie

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 36

Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe.

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 37

Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe. W konsekwencji:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 38

Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe. W konsekwencji:

Warunek na interferencję konstruktywną:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 39

Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe. W konsekwencji:

Warunek na interferencję konstruktywną:

uwzględniając:

dla małych kątów α

da na położenie prążków jasnych:

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 40

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 41

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 42

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 43

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 44

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 45

PODSUMOWANIE

  • zjawiska dyfrakcji i interferencji to odstępstwa od modelu promieni, spowodowane falową naturą światła (skończona długość fali)

  • zjawisko interferencji to nakładanie się fal przechodzących przez kilka otworów

  • zjawisko dyfrakcji to nakładanie się fal przechodzących przez różne fragmenty tego samego otworu

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 46

PODSUMOWANIE

  • o znaczeniu efektów dyfrakcji interferencji i dyfrakcji decyduje długość fali λ, wymiary otworów (otworu) R i odległość ekranu obserwacyjnego L

efekty dyfrakcyjne i interferencyjne dominują

  • dla

Dyfrakcja (interferencja) FRAUNHOFERA

dyfrakcja i interferencja modyfikują obraz geometryczny

  • dla

Dyfrakcja (interferencja) FRESNELA

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 47

PODSUMOWANIE

  • Występowanie interferencji i dyfrakcji zależy także od spójności czasowej (monochromatyczności) i przestrzennej światła. Brak spójności czasowej to brak korelacji pomiędzy falami wyemitowanymi w różnych chwilach czasu przez to samo źródło światła; brak spójności przestrzennej to brak korelacji pomiędzy fazami światła emitowanego przez różne fragmenty klasycznego źródła światła

Wyklad 11 zjawiska dyfrakcji i interferencji swiatla sp jnoscSlide 48

PODSUMOWANIE

  • W doświadczeniu Younga (dwa otwory lub szczeliny) obserwujemy strukturę dyfrakcyjną; w tym prążek główny o szerokości

oraz nałożoną, na ogół gęstszą strukturę jasnych i ciemnych prążków interferencyjnych. Dla prążków jasnych różnica dróg jest równa całkowitej wielokrotności długości fali. Odległość pomiędzy prążkami jasnymi (lub ciemnymi) wynosi:


Copyright © 2014 SlideServe. All rights reserved | Powered By DigitalOfficePro