minevi.ru
страница 1
скачать файл
ДИФРАКЦИЯ СВЕТА (использован материал с сайта http://class-fizika.narod.ru/voln5.htm)

Дифракция - это явление, присущее волновым процессам для любого рода волн.



http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/09.jpg- наблюдение дифракции волн на водной поверхности при прохождении волн через узкую щель (с краю видны закругления плоских волн).

Дифракция света

– это отклонение световых лучей от прямолинейного распространения при прохождении сквозь узкие щели, малые отверстия или при огибании малых препятствий.

Явление дифракции света доказывает, что свет обладает волновыми свойствами.

Для наблюдения дифракции  можно:

-  пропустить свет от источника через  очень малое отверстие или расположить экран на большом расстоянии от отверстия.  Тогда на экране наблюдается  сложная картина  из светлых и темных концентрических колец.


- или  направить свет на тонкую проволоку, тогда на экране будут наблюдаться  светлые и темные полосы, а в случае белого света – радужная полоса.

http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/010.jpg- наблюдение дифракции света на малом отверстии.

Объяснение картины на экране:

Французский физик О. Френель объяснил наличие полос на экране тем, что  световые волны, приходящие  из разных точек в одну точку на экране, интерферируют между собой.

Принцип Гюйгенса – Френеля

Все вторичные источники, расположенные на поверхности фронта волны, когерентны между собой.
Амплитуда и фаза волны в любой точке пространства – это результат интерференции волн, излучаемых вторичными источниками.

Принцип Гюйгенса-Френеля дает объяснение  явлению дифракции:

1. вторичные волны, исходя из точек одного и того же волнового фронта  (волновой фронт – это множество точек, до которых дошло колебание в данный момент времени) , когерентны, т.к. все точки фронта колеблются с одной и той же частотой и в одной и той же фазе;
2. вторичные волны, являясь когерентными, интерферируют.

Явление дифракции накладывает ограничения на применение законов геометрической оптики:

Закон прямолинейного  распространения света, законы отражения и преломления света выполняются достаточно точно только , если размеры препятствий много больше длины световой волны.

Дифракция накладывает предел на разрешающую способность оптических  приборов:

- в микроскопе при наблюдении очень мелких предметов изображение получается размытым
-  в телескопе при наблюдении звезд вместо изображения точки получаем систему светлых и темных полос.

Дифракционная решетка

- это  оптический прибор для измерения длины световой волны.

Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками.

Если на решетку падает монохроматическая волна . то щели (вторичные источники)  создают когерентные волны. За решеткой ставится собирающая линза, далее – экран. В результате интерференции света от различных щелей решетки на экране наблюдается система максимумов и минимумов.

http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/14.gif
Разность хода между волнами от краев соседних щелей равна длине отрезка АС. Если на этом отрезке укладыается  целое число длин волн, то волны от всех щелей будут усиливать друг друга. При использовании белого света все максимумы  (кроме центрального) имеют радужную окраску.

http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/15.gif

Итак, условие максимума:



http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/16.gif

где k – порядок (или номер) дифракционного спектра

Чем больше штрихов нанесено на решетке, тем дальше друг от друга находятся дифракционные спектры и тем меньше ширина каждой линии на экране, поэтому максимумы видны в виде раздельных линий, т.е. разрешающая сила решетки увеличивается.

Точность измерения длины волны тем больше,  чем больше штрихов приходится на единицу длины решетки.


Дифракционная картина от тонкой проволоки



http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/12.gif

Дифракция в глазе



http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/012.jpg

А ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?


Датский астроном Оле Рёмер знаменит тем, что впервые измерил скорость света, однако не только за это соотечественники говорят ему «спасибо». Именно благодаря Рёмеру в Копенгагене впервые в Европе появилось уличное освещение, ведь до этого горожанам приходилось носить с собой громоздкие фонари.


___

Интересно, что алмаз является не только рекордсменом по твердости и отражению света, но он может еще и снизить скорость света почти на половину - до 124 000 км/c.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА

Поляризация  волн

Свойство поперечных волн – поляризация.

Поляризованной волной называется такая  поперечная волна, в которой колебания всех частиц происходят в одной плоскости.


Такую волну можно получить с помощью резинового шнура, если на его пути поставить преграду с тонкой щелью. Щель пропустит только те колебания, которые происходят вдоль нее.

http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/8.gif

Устройство, выделяющее колебания, происходящие в одной плоскости, называется поляризатором.

Устройство, позволяющее определить плоскость поляризации  (вторая щель) называется анализатором.

Поляризация света

Опыт с турмалином – доказательство поперечности световых волн.

Кристалл турмалина – это прозрачный, зеленого  цвета минерал, обладающий  осью симметрии.

В луче света от обычного источника присутствуют колебания  векторов  напряженности электрического поля Е и  магнитной индукции В всевозможных направлений, перпендикулярных направлению распространения световой волны. Такая волна называется естественной волной.


http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/9.gif

При прохождении через кристалл турмалина свет  поляризуется. 


У поляризованного света  колебания  вектора напряженности Е  происходят только в одной плоскости, которая совпадает с осью симметрии кристалла.


http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/11.gif

Поляризация света после прохождения турмалина обнаруживается, если  за первым кристаллом  (поляризатором) поставить второй кристалл турмалина (анализатор).


При одинаково направленных осях двух кристаллов световой луч пройдет через оба и лишь  чуть ослабнет за счет  частичного поглощения света кристаллами.

Схема действия поляризатора и стоящего за ним анализатора:



http://class-fizika.narod.ru/korm/voln/011.jpg

Если второй  кристалл  начать поворачивать, т.е. смещать положение оси симметрии второго кристалла относительно первого, то луч будет постепенно гаснуть и погаснет совершенно, когда положение осей симметрии обоих кристаллов станет взаимно перпендикулярным.

Вывод:
Свет- это поперечная волна.

Применение поляризованного света:

-  плавная регулировка освещенности с помощью двух поляроидов
-  для гашения бликов при фотографировании (блики гасят, поместив  междуисточником света и отражающей поверхностью поляроид)

-   для устранения слепящего действия фар встречных машин.


НЕОЖИДАННОЕ О ВЕЛИКИХ


В 1923 году потомок французской королевской семьи Луи де Бройль написал диссертацию о двойственной природе света. Французская академия наук скептически отнеслась к работе автора, но из уважения к особе королевской крови решило пригласить одного-единственного эксперта в качестве третейского судьи. Решал судьбу Луи де Бройля Альберт Эйнштейн. Эксперт дал положительный отзыв, и с тех пор мы знакомимся в учебниках физики с гипотезой Луи де Бройля.


___

В 1926 году известный ученый Эрвин Шредингер в своей статье опубликовал основное уравнение волновой механики. И именно Шредингеру принадлежит гипотетический эксперимент, известный под названием «Кот Шредингера». Он состоит в том, что в светонепроницаемом ящике заперта кошка, о которой не известно, жива она или мертва. На шее у кошки прикреплен динамит, который взорвется от первого же кванта света и кошку погубит. Таким образом узнать, жива ли кошка, невозможно. А что об этой ситуации думаете Вы?


___

В США в штате Мэн в музее науки создан необычный экспонат. Экспонат представляет собой кусок шоссе длиной 40 миль. Вдоль шоссе расположены несколько объектов, самый большой из которых имеет радиус 15 метров. На въезде на это шоссе-экспонат стоит плакат, предлагающий всем, едущим по шоссе, придерживаться скорости 11 км/ч. Интересно, что этот экспонат символизирует модель Солнечной системы в масштабе 1: 93 000 000, а скорость 11км/час – скорость света в том же масштабе.
скачать файл



Смотрите также:
Дифракция света
50,42kb.
Реферат (отработка семинара №6). Развитие взглядов на теорию света студент сгэа факультета
71,29kb.
Непосредственно образовательная деятельность На тему «Чудеса света» в рамках темы «Маленькие исследователи» Ложкина Елена Владимировна
65,96kb.
Исследование суспензии наносфер диоксида кремния методом динамического рассеивания света
22,75kb.
Воин Света
75,22kb.
Структура рейтинга
30,29kb.
Квантовая механика и некоторые задачи фтт
209,29kb.
2. Накальные источники света
91,97kb.
Александрийский маяк
24,01kb.
Борис Дружинин
19,22kb.
В. И. Секерин модель света. Корпускулярно-волновой дуализм
107,42kb.
Бежанците в контекста на общите миграционни процеси
150,93kb.