Дифракция света

Содержание


Презентации» Физика» Презентация Дифракция света
Дифракция светаХарактерным проявлением волновых свойств света является дифракция света —
  отклонениеДифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в.  ОбъяснениеПринцип  Гюйгенса — Френеля
   Для вывода законов отраженияПринцип  Гюйгенса:  
  каждая точка волновой поверхности являетсяПринцип  Гюйгенса-Френеля: 
 каждая точка волновой поверхности является источником вторичныхЗадание:
 Попробуйте предположить как будет выглядеть дифракционная картина?Задание:
 Будет ли вид дифракционной картины зависеть от длины волны (цвета)?
Задание:
 Попробуйте предложить идею опыта по наблюдению дифракцииПостроение дифракционной картины от круглого отверстия и круглого непрозрачного экранаДифракция от различных препятствий:  а) от тонкой проволочки;  б)Зоны Френеля
    Для того чтобы найти амплитуду световойЗоны Френеля
    Интерференция волны от вторичных источников, расположенныхЗоны Френеля
   Так как расстояния от них до точкиЗоны Френеля
    Первая зона Френеля ограничивается точками волновойЗоны Френеля
   Вторая зона: 
   Аналогично определяютсяЗоны ФренеляДифракционные картины от одного препятствия  с разным числом открытых зонЕсли разность хода от двух соседних зон равна половине длины волны,Таким образом, если на препятствии укладывается целое число длин волн, тоЗонные пластинки
    На этом принципе основаны т.н. зонныеЗонные пластинкиПолучение изображения  с помощью зонной пластинкиУсловия наблюдения дифракции
 Дифракция происходит на предметах любых размеров, а неУсловия наблюдения дифракции
 Трудности наблюдения заключаются в том, что вследствие малостиГраницы применимости  геометрической оптики
 Дифракция наблюдается хорошо на расстоянии Границы применимости  геометрической оптики
 Если наблюдение ведется на расстоянии Соотношения длины волны и размера препятствия
 На рис. показана примерная зависимостьИнтерференционные картины от разных точек предмета перекрываются, и изображение смазывается, поэтомуРазрешающая способность человеческого глаза приблизительно равна одной угловой минуте:  Дифракционная решетка 
 Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторогоДифракционная решеткаДифракционная решеткаДифракционная решетка 
 Величина d = a + b называется постояннойДифракционная решетка
 Угол  - угол отклонения световых волн вследствие дифракции.Дифракционная решетка
 Оптическая разность хода 
 Из условия максимума интерференции получим:Дифракционная решетка
 Следовательно: 
 - формула дифракционной решетки. 
 Величина kОпределение  с помощью дифракционной решеткиГримальди Франческо 2.IV.1618 - 28.XII.1663
 Итальянский ученый. С 1651 года -Френель Огюст Жан (10.V.1788 - 14.VII.1827)
 Французский физик. Научные работы посвященыЮнг Томас 13.IV.1773-10.V.1829
   Английский ученый. Полиглот. Научился читать вАраго Доменик Франсуа (26.II.1786-2.X.1853)
    Французский физик и политическийФраунгофер Йозеф  (6.III.1787- 7.VI.1826)
    Немецкий физик. 
Пуассон Семион Дени (21.VI.1781 - 25.IV.1840)
   Французский механик, математик,КОНЕЦ



Слайды и текст этой презентации
Слайд 1
Описание слайда:
Дифракция света


Слайд 2
Описание слайда:
Характерным проявлением волновых свойств света является дифракция света — отклонение от прямолинейного распространения на резких неоднородностях среды

Слайд 3
Описание слайда:
Дифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в. Объяснение явления дифракции света дано Томасом Юнгом и Огюстом Френелем, которые не только дали описание экспериментов по наблюдению явлений интерференции и дифракции света, но и объяснили свойство прямолинейности распространения света с позиций волновой теории

Слайд 4
Описание слайда:
Принцип Гюйгенса — Френеля Для вывода законов отражения и преломления мы использовали принцип Гюйгенса. Френель дополнил его формулировку для объяснения явления дифракции Определите, какое дополнение ввел Френель?

Слайд 5
Описание слайда:
Принцип Гюйгенса: каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн

Слайд 6
Описание слайда:
Принцип Гюйгенса-Френеля: каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн,

Слайд 7
Описание слайда:
Задание: Попробуйте предположить как будет выглядеть дифракционная картина?

Слайд 8
Описание слайда:

Слайд 9
Описание слайда:
Задание: Будет ли вид дифракционной картины зависеть от длины волны (цвета)? Как будет выглядеть дифракционная картина в белом свете?

Слайд 10
Описание слайда:
Задание: Попробуйте предложить идею опыта по наблюдению дифракции

Слайд 11
Описание слайда:
Построение дифракционной картины от круглого отверстия и круглого непрозрачного экрана

Слайд 12
Описание слайда:
Дифракция от различных препятствий: а) от тонкой проволочки; б) от круглого отверстия; в) от круглого непрозрачного экрана.

Слайд 13
Описание слайда:

Слайд 14
Описание слайда:

Слайд 15
Описание слайда:

Слайд 16
Описание слайда:
Зоны Френеля Для того чтобы найти амплитуду световой волны от точечного монохроматического источника света А в произвольной точке О изотропной среды, надо источник света окружить сферой радиусом r=ct

Слайд 17
Описание слайда:
Зоны Френеля Интерференция волны от вторичных источников, расположенных на этой поверхности, определяет амплитуду в рассматриваемой точке P, т. е. необходимо произвести сложение когерентных колебаний от всех вторичных источников на волновой поверхности

Слайд 18
Описание слайда:
Зоны Френеля Так как расстояния от них до точки О различны, то колебания будут приходить в различных фазах. Наименьшее расстояние от точки О до волновой поверхности В равно r0

Слайд 19
Описание слайда:
Зоны Френеля Первая зона Френеля ограничивается точками волновой поверхности, расстояния от которых до точки О равны: где  — длина световой волны

Слайд 20
Описание слайда:
Зоны Френеля Вторая зона: Аналогично определяются границы других зон

Слайд 21
Описание слайда:
Зоны Френеля

Слайд 22
Описание слайда:
Дифракционные картины от одного препятствия с разным числом открытых зон

Слайд 23
Описание слайда:

Слайд 24
Описание слайда:
Если разность хода от двух соседних зон равна половине длины волны, то колебания от них приходят в точку О в противоположных фазах и наблюдается интерференционный минимум, если разность хода равна длине волны, то наблюдается интерференционный максимум

Слайд 25
Описание слайда:
Таким образом, если на препятствии укладывается целое число длин волн, то они гасят друг друга и в данной точке наблюдается минимум (темное пятно). Если нечетное число полуволн, то наблюдается максимум (светлое пятно)

Слайд 26
Описание слайда:
Зонные пластинки На этом принципе основаны т.н. зонные пластинки

Слайд 27
Описание слайда:
Зонные пластинки

Слайд 28
Описание слайда:
Получение изображения с помощью зонной пластинки

Слайд 29
Описание слайда:
Условия наблюдения дифракции Дифракция происходит на предметах любых размеров, а не только соизмеримых с длиной волны 

Слайд 30
Описание слайда:
Условия наблюдения дифракции Трудности наблюдения заключаются в том, что вследствие малости длины световой волны интерференционные максимумы располагаются очень близко друг к другу, а их интенсивность быстро убывает

Слайд 31
Описание слайда:
Границы применимости геометрической оптики Дифракция наблюдается хорошо на расстоянии Если , то дифракция невидна и получается резкая тень (d - диаметр экрана). Эти соотношения определяют границы применимости геометрической оптики

Слайд 32
Описание слайда:
Границы применимости геометрической оптики Если наблюдение ведется на расстоянии , где d—размер предмета, то начинают проявляться волновые свойства света

Слайд 33
Описание слайда:
Соотношения длины волны и размера препятствия На рис. показана примерная зависимость результатов опыта по распространению волн в зависимости от соотношения размеров препятствия и длины волны.

Слайд 34
Описание слайда:
Интерференционные картины от разных точек предмета перекрываются, и изображение смазывается, поэтому прибор не выделяет отдельные детали предмета. Дифракция устанавливает предел разрешающей способности любого оптического прибора

Слайд 35
Описание слайда:
Разрешающая способность человеческого глаза приблизительно равна одной угловой минуте: , где D — диаметр зрачка; телескопа =0,02''; у микроскопа увеличение не более 2.103 раз. Можно видеть предметы, размеры которых соизмеримы с длиной световой волны

Слайд 36
Описание слайда:
Дифракционная решетка Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторого профиля, нанесенную на плоскую или вогнутую оптическую поверхность, применяются в спектральном приборостроении, лазерах, метрологических мерах малой длины и т.д

Слайд 37
Описание слайда:
Дифракционная решетка

Слайд 38
Описание слайда:
Дифракционная решетка

Слайд 39
Описание слайда:
Дифракционная решетка Величина d = a + b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки, где а — ширина щели; b — ширина непрозрачной части

Слайд 40
Описание слайда:
Дифракционная решетка Угол  - угол отклонения световых волн вследствие дифракции. Наша задача - определить, что будет наблюдаться в произвольном направлении  - максимум или минимум

Слайд 41
Описание слайда:
Дифракционная решетка Оптическая разность хода Из условия максимума интерференции получим:

Слайд 42
Описание слайда:
Дифракционная решетка Следовательно: - формула дифракционной решетки. Величина k — порядок дифракционного максимума ( равен 0,  1,  2 и т.д.)

Слайд 43
Описание слайда:
Определение  с помощью дифракционной решетки

Слайд 44
Описание слайда:

Слайд 45
Описание слайда:
Гримальди Франческо 2.IV.1618 - 28.XII.1663 Итальянский ученый. С 1651 года - священник. Открыл дифракцию света, систематически ее изучал и сформулировал некоторые правила. Описал солнечный спектр, полученный с помощью призмы. В 1662 г. определил величину поверхности Земли.

Слайд 46
Описание слайда:
Френель Огюст Жан (10.V.1788 - 14.VII.1827) Французский физик. Научные работы посвящены физической оптике. Дополнил известный принцип Гюйгенса, введя так называемые зоны Френеля (принцип Гюйгенса - Френеля). Разработал в 1818 году теорию дифракции света

Слайд 47
Описание слайда:
Юнг Томас 13.IV.1773-10.V.1829 Английский ученый. Полиглот. Научился читать в 2 года. Объяснил аккомодацию глаза, обнаружил интерференцию звука, объяснил интерференцию света, и ввел этот термин. Измерил длины волн световых лучей. Исследовал деформацию

Слайд 48
Описание слайда:
Араго Доменик Франсуа (26.II.1786-2.X.1853) Французский физик и политический деятель. Автор многих открытий по оптике и электромагнетизму: хроматическую поляризацию света, вращение плоскости поляризации, намагничивание железных опилок вблизи проводника с током. Установил связь полярных сияний с магнитными бурями. По его указаниями А.Физо и У.Фуко измерили скорость света, а У.Леверье открыл планету Нептун

Слайд 49
Описание слайда:
Фраунгофер Йозеф (6.III.1787- 7.VI.1826) Немецкий физик. Научные работы относятся к физической оптике. Внёс существенный вклад в исследование дисперсии и создание ахроматических линз. Фраунгофер изучал дифракцию в параллельных лучах (так называемая дифракция Фраунгофера).Сначала от одной щели, а потом от многих. Большой заслугой учёного является использование(с 1821 года) дифракционных решеток для исследования спектров (некоторые исследователи считают его даже изобретателем первой дифракционной решетки)

Слайд 50
Описание слайда:
Пуассон Семион Дени (21.VI.1781 - 25.IV.1840) Французский механик, математик, физик, член Парижской академии наук (с 1812 года). Физические исследования относятся к магнетизму, капиллярности, теории упругости, гидромеханике, теории колебаний, теории света. Член Петербургской академии наук (с 1826 года)

Слайд 51
Описание слайда:
КОНЕЦ


Презентация на тему Дифракция света доступна для скачивания ниже:

Похожие презентации