Download

WYKŁAD 11 ZJAWISKA DYFRAKCJI I INTERFERENCJI ŚWIATŁA; SPÓJNOŚĆ






Advertisement
/ 48 []
Download Presentation
Comments
satya
From:
|  
(1152) |   (0) |   (0)
Views: 100 | 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 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -




Slide 1

WYKŁAD 11ZJAWISKA DYFRAKCJI I INTERFERENCJI ŚWIATŁA; SPÓJNOŚĆ

Slide 2

PLAN WYKŁADU

  • Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia

  • Zasada superpozycji

  • Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym

  • Interferencja fal z dwóch spójnych źródeł punktowych

  • PODSUMOWANIE

Slide 3

Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia

Obraz geometryczny i obszar dyfrakcji

Odstępstwa od modelu promieni, efekty „brzegowe”

Slide 4

Dyfrakcja Fresnela:

Dyfrakcja Fraunhofera:

Niezbyt duża i wystarczająco duża odległość ekranu od otworu

Slide 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

Slide 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

Slide 7

Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym

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

Slide 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:

Slide 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:

Slide 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:

Slide 11

Wstawiając:

do wyrażenia na S

otrzymamy:

Slide 12

Wstawiając:

do wyrażenia na S

otrzymamy:

albo, korzystając z :

Slide 13

Wstawiając:

do wyrażenia na S

otrzymamy:

albo, korzystając z :

mamy :

Slide 14

Interferencja fal z dwóch spójnych i monochromatycznych źródeł punktowych

Slide 15

Interferencja fal z dwóch spójnych i monochromatycznych źródeł punktowych

Slide 16

Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P):

Slide 17

Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P):

Slide 18

Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P):

Slide 19

Ostatecznie otrzymamy:

gdzie:

Slide 20

Ostatecznie otrzymamy:

gdzie:

interferencja konstruktywna

Slide 21

Ostatecznie otrzymamy:

gdzie:

interferencja konstruktywna

interferencja destruktywna

Slide 22

Przypadek jednakowych źródeł:

zerowe natężenia w „ciemnych” prążkach

Slide 23

Interferencja konstruktywna:

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

Slide 24

Hiperboloida „jasnego prążka” dla:

Slide 29

definiując:

otrzymamy:

Slide 30

definiując:

otrzymamy:

i dalej:

Slide 32

Pomijając jedynkę otrzymamy:

dwie proste na płaszczyźnie, stożek w przestrzeni

Slide 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

Slide 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:

Slide 35

Doświadczenie Younga, obserwacja prążków

α kąt określający położenie punktu P na ekranie

Slide 36

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

Slide 37

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

Slide 38

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

Warunek na interferencję konstruktywną:

Slide 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:

Slide 40

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Slide 41

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Slide 42

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Slide 43

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Slide 44

Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)

Slide 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

Slide 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

Slide 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

Slide 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