Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света




НазваниеПрезентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света
Дата конвертации12.03.2013
Размер444 b.
ТипПрезентация


Презентация по физике. Тема: Интерференция света . Класс: 9 «б»


Интерференция света

  • Интерференция света – нелинейное сложение интенсивностей двух или нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Ее распределение называется интерференционной картиной. Впервые явление интерференции было независимо обнаружено Робертом Бойлем (1627— 1691 гг.) и Робертом Гуком (1635—1703 гг.). Они наблюдали возникновение разноцветной окраски тонких пленок (интерференционных полос), подобных масляным или бензиновым пятнам на поверхности воды. В 1801 году Томас Юнг (1773—1829 гг.), введя «Принцип суперпозиции», первым объяснил явление интерференции света, ввел термин “интерференция” (1803) и объяснил «цветастость» тонких пленок. Он так же выполнил первый демонстрационный эксперимент по наблюдению интерференции света, получив интерференцию от двух щелевых источников света (1802); позднее этот опыт Юнга стал классическим.



Интерференция двух плоских волн

  • Пусть имеются две плоские волны:   и   По принципу суперпозиции результирующее поле в области пересечения этих волн будет определяться суммой:

  • Интенсивность задается соотношением:

  • Откуда с учетом:  :

  • Для простоты рассмотрим одномерный случай   и сонаправленность поляризаций волн, тогда выражение для интенсивности можно переписать в более простом виде:

  • Интерференционная картина представляет собой чередование светлых и темных полос, шаг которых равен: Примером этого случая является интерференционная картина в отраженном от поверхностей плоско-параллельной пластинки свете.



Случай неравных частот

  • В некоторых учебниках и пособиях говорится о том, что интерференция света возможна только для волн образованных от одного источника света путем амплитудного либо полевого деления волновых фронтов. Это утверждение является не верным. С точки зрения принципа суперпозиции интерференция существует всегда, даже когда интерферируют волны от двух разных источников света. Правильно было бы говорить о наблюдении или возможности наблюдения интерференционной картины. Последняя может быть нестационарна во времени, что приводит к замазыванию и исчезновению интерференционных полос. Рассмотрим две плоские волны с разными частотами:

  •   и   По принципу суперпозиции результирующее поле в области пересечения этих волн будет определяться суммой:

  • Пусть некоторый прибор, обладающий некоторым характерным временем регистрации (экспозиции), фотографирует интерференционную картину. В физической оптике интенсивностью называют усредненный по времени поток световой энергии через единичную площадку ортогональную направлению распространения волны. Время усреднения определяется временем интегрирования фотоприемника, а для устройств, работающих в режиме накопления сигнала (фотокамеры, фотопленка и т. п.), временем экспозиции. Поэтому приемники излучения оптического диапазона реагируют на среднее значение потока энергии. Т. е. сигнал с фотоприемника пропорционален:

  • где под <> подразумевается усреднение. Во многих научно технических приложениях данное понятие обобщается на любые, в том числе и не плоские волны. Так как в большенстве случаев, например в задачах связанных с интерференцией и дифракцией света, исследуется в основном пространственное положение максимумов и минимумов и их относительная интенсивность, постоянные множители, не зависящие от пространственных координат, часто не учитываются. По этой причине часто полагают:

  • Квадрат модуля амплитуды задается соотношением:

  • Откуда, подставляя напряженность электрического поля, получим:

  • ,   где ,   ,   С учетом определения интенсивности можно перейти к следующиму выражению:

  • *,   где   - интенсивности волн Взятие интеграла по времени и применение формулы разности синусов дает следующие выражения для распределения интенсивности: В итоговом соотношении слагаемое, содержащее тригонометрические множители, называется интерференционным членом. Оно отвечает за модуляцию интенсивности интерференционными полосами. Степень различимости полос на фоне средней интенсивности называется видностью или контрастом интерференционных полос:



Условия наблюдения интерференции

  • Условия наблюдения интерференции

  • Рассмотрим несколько характерных случаев:

  • 1. Ортогональность поляризаций волн.

  • При этом  и  . Интерференционные полосы отсутствуют, а контраст равен 0. Далее, без потери общности, можно положить, что поляризации волн одинаковы.

  • 2. В случае равенства частот волн и контраст полос не зависит от времени экспозиции .

  • 3. В случае   значение функции    и интерференционная картина не наблюдается. Контраст полос, как и в случае ортогональных поляризаций, равен 0

  • 4. В случае   контраст полос существенным образом зависит от разности частот и времени экспозиции.





Общий случай интерференции

  • При взятии интеграла в соотношении   полагалось, что разность фаз не зависит от времени. Реальные же источники света излучают с постоянной фазой лишь в течение некоторого характерного времени, называемого временем когерентности. По этой причине, при рассмотрении вопросов интерференции оперируют понятием когерентности волн. Волны называют когерентными, если разность фаз этих волн не зависит от времени. В общем случае говорят, что волны частично когерентны. При этом поскольку существует некоторая зависимость от времени, интерференционная картина изменяется во времени, что приводит к ухудшению контраста либо к исчезновению полос вовсе. При этом в рассмотрении задачи интерференции, вообще говоря и не монохроматическгого (полихроматического) излучения, вводят понятие комплексной степени когерентности . Интерференционное соотношение принимает вид

  • Оно называется общим законом интерференции стационарных оптических полей.



  • КОНЕЦ



Похожие:

Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconДисперсия света Дисперсия света
Основными вопросами волновой оптики являются волновые свойства: интерференция, дифракция, дисперсия, поляризация
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconПроверка домашнего задания Интерференция света
Размеры преграды сравнимы или меньше длины волны дифракция сразу за препятствием
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconЛекции по физике. Оптика Взаимодействие света с веществом Взаимодействие света с веществом При взаимодействии света с веществом наблюдаются следующие явления
Из-за дисперсии наблюдается преломление лучей с разной длинной волны под разными углами
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconИнтерференция и дифракция света Сложение волн волн на поверхности жидкости
Концентрические круговые волны с источниками в различных точках на поверхности воды, возникшие в результате падения дождевых капель,...
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconМирозданье постигая
Презентация курса «Загадочный мир света». Рассказать об учёных, занимавшихся проблемами света. Создать общее представле­ние о свете,...
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconДать понятие об отражении света и продемонстрировать отражение света от зеркального препятствия
Абсолютный показатель преломления среды показывает, во сколько раз скорость распространения света в данной среде меньше, чем скорость...
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconЭлектромагнитная природа света. Скорость света. История возникновения оптики
Пифагор, 4 в до н э. Аристотель, 3 в до н э. Евклид занимались изучением света. Евклид изложил 2 закона геометрической оптики закон...
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconЗаконы преломления света 8 класс учитель физики моу «сош №6» г. Кирова Калужской области Кочергина В. Э. 2010 год
Явление изменения направления распространения света на границе раздела двух сред при переходе из одной среды в другую называется
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света icon1. Познакомиться с историей развития взглядов на природу света. Познакомиться с историей развития взглядов на природу света
Прийти к выводу о законе прямолинейного распространения света, отражения и преломления света
Презентация по физике. Тема: Интерференция света. Класс: 9 «б» Интерференция света iconДисперсия света Дисперсией называется зависимость показателя преломления света от частоты колебаний
Белый свет является сложным светом, состоящим из лучей различной цветности: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего,фиолетового...
Разместите кнопку на своём сайте:
hnu.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©hnu.docdat.com 2012
обратиться к администрации
hnu.docdat.com
Главная страница