Презентация, доклад нтерференция света. материал к уроку

Л. Касимовская

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ ВОЛН

данный момент распространяющаяся волна, становится источником элементарных сферических волн.

Результат интерференции этих волн -
огибающая элементарных сферических волн,
образующая волновую поверхность.

колебание представляет собой геометрическую сумму колебаний, соответствующих каждой из складывающихся волн.
Это утверждение называется принципом суперпозиции волн.

ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ

Принцип суперпозиции волн соблюдается обычно с большой точностью и нарушается только при распространении волн в какой-либо среде, если амплитуда (интенсивность) волн очень велика

среде распространяется несколько электромагнитных волн, то среда реагирует на каждую волну так, как будто других волн нет.
Математическое:
напряженность электрического поля и индукция магнитного поля в любой точке пространства и в любой момент времени равны соответственно векторной сумме напряженностей и магнитных индукций всех полей в данной точке.

относятся явления интерференции и дифракции света, являющиеся наиболее яркими проявлениями волновой природы света.

ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ

времени нескольких колебательных или волновых процессов, проявляющееся при их сложении

которая заключается в том, что разность фаз остается неизменной с течением времени для любой точки пространства.
Пространственной когерентностью называется согласованность волн, которая заключается в том, что разность фаз остается постоянной в разных точках волновой поверхности,.
Реальные источники практически не могут быть когерентными

КОГЕРЕНТНОСТЬ

амплитуд результирующих колебаний, называется интерференцией.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

побежалости на поверхности закаленных металлов радужная окраска мыльных пузырей причудливые цветные рисунки на крыльях стрекозы– все это проявления интерференции света цвета масляных пятен на асфальте, окраска замерзающих оконных стекол, причудливые цветные рисунки на крыльях некоторых бабочек и жуков – все это проявление интерференции света.

волнах или волнах на поверхности воды) электромагнитных (например, радиоволн или световых волн).

Однако повседневный опыт учит, что интерференцию света в действительности наблюдать не просто. Если в комнате горят две одинаковые лампочки, то в любой точке складываются интенсивности света и никакой интерференции не наблюдается.

Для наблюдения интерференции любых волн требуется выполнение определенного условия: волны должны быть когерентными.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

две круговые волны в ванне с помощью двух шариков, укрепленных на стержне, который совершает гармонические колебания

Для этого рассмотрим более подробно сложение волн, образуемых на поверхности воды.

которое называют интерференционной картиной.
На рисунке показан рисунок с фотографии интерференционной картины двух круговых волн от двух источников (черные кружки). Белые участки в средней части фотографии соответствуют максимумам колебаний, а темные — минимумам.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

колебания,
вызванные двумя волнами(от
источников О1 и О2).
Амплитуды колебаний, вызванных в точке М обеими волнами будут отличаться, так как волны проходят различные пути d1 и d2.
Но если расстояние l между источниками много меньше этих путей (l<

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

х2, вызванных двумя волнами при Δd=λ.
Разность фаз колебаний равна нулю (или, что то же самое, 2π, так как период синуса равен 2π).
В результате сложения этих колебаний возникает результирующее колебание с удвоенной амплитудой.
Колебания результирующего смешения х на рисунке показаны цветом (пунктир).
То же самое будет происходить, если на отрезке ОМ укладывается не одна, а любое целое число длин волн

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна целому числу длин волн (это справедливо лишь при условии, что фазы колебаний обоих источников совпадают):
.

Условие максимумов

Δd = kλ,
где k=0,1,2,...

волна отстает от первой на половину периода.

Разность фаз равна π, т.е. колебания будут происходить в противофазе.

В результате сложения этих колебаний амплитуда результирующего колебания равна нулю, т. е. в рассматриваемой точке колебания нет.

То же самое произойдёт, если на отрезке укладывается любое нечетное число полуволн.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

хода двух волн, возбуждающих колебания в этой точке, равна нечетному числу полуволн:

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

то и амплитуда результирующего колебания принимает некоторое промежуточное значение между удвоенной амплитудой и нулем.

Но наиболее важно то, что амплитуда колебаний в любой точке не меняется с течением времени.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

световых пучков результирующая интенсивность в любой точке не равна сумме интенсивностей отдельных пучков.

В результате интерференции происходит перераспределение энергии в пространстве: в одних местах интенсивность света больше суммы интенсивностей двух или нескольких волн, в других – меньше.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

Сложение в пространстве волн, при котором образуется постоянное во времени распределение амплитуд результирующих колебаний, называется интерференцией.

света интерференционные полосы оказываются окрашенными в различные цвета спектра.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

Он наблюдал интерференционную картину, возникающую при отражении света в тонкой воздушной прослойке между плоской стеклянной пластиной и плосковыпуклой линзой большого радиуса кривизны.
Интерференционная картина имела вид концентрических колец, получивших название колец Ньютона
Ньютон не смог объяснить с точки зрения корпускулярной теории, почему возникают кольца, однако он понимал, что это связано с какой-то периодичностью световых процессов

Рисунок 6.7.2. Кольца Ньютона в зеленом и красном свете.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

сторон воздушной прослойки. «Лучи» 1 и 2 – направления распространения волн; h – толщина воздушного зазора отвечающего первому темному кольцу.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

зазора

Эту ширину будем пока условно называть длиной волны.

Длины волн видимого света, как показал впервые Ньютон, чрезвычайно малы, их выражают обычно в особых единицах - миллимикронах (mm); миллимикрон равен миллионной доле миллиметра (нанометр ). 1нм = 1·10-9 м

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

Ньютон измерил, например, что цвету, лежащему на границе зеленой и синей частей солнечного света спектра, соответствует 492 нм. Крайний красный цвет имеет длину волны приблизительно в 700 нм, крайний фиолетовый - в 400 нм.

явлений, в течение тысячелетий ускользавшая от упорядочивающегося стремления ученых, вдруг обнаружила свою количественную сущность и отныне стала вполне подчиненной точному научному анализу.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

будет меняться, для красных лучей кольца самые широкие, для фиолетовых самые узкие.
Каждому простому цвету соответствует своя ширина первого зазора.
Наименьший зазор соответствует первому кольцу, остальные будут целыми, кратными этой длине

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

угодно материала, эта ширина остается постоянной для одного и того же цвета. Она меняется только в том случае, если зазор вместо воздуха наполнить какой-нибудь жидкостью. При этом ширина колец будет зависеть от показателя преломления жидкости.

теории света, явился опыт Юнга (1802 г.).

волн от двух независимых источников.

В опыте щели S1 и S2 можно рассматривать в соответствии с принципом Гюйгенса как источники вторичных волн,при освещении светом одного источника S.

При симметричном расположении щелей вторичные волны, испускаемые источниками S1 и S2, находятся в фазе, но эти волны проходят до точки наблюдения М разные расстояния d1 и d2.
.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

и той же частоты, но с разными фазами.

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА