Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność

Liczba slajdów:
48
Autor:
Nieznany
Rozmiar:
344.00 KB
Ilość pobrań:
26
Ilość wyświetleń:
3241
Kategoria:
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 47
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 0
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 1
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 2
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 3
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 4
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 5
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 6
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 7
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 8
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 9
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 10
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 11
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 12
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 13
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 14
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 15
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 16
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 17
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 18
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 19
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 20
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 21
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 22
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 23
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 24
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 25
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 26
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 27
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 28
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 29
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 30
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 31
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 32
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 33
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 34
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 35
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 36
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 37
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 38
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 39
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 40
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 41
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 42
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 43
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 44
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 45
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 46
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 47
Zjawiska dyfrakcji i interferencji światła; spójność - Slajd 0

Treść prezentacji

1
WYKŁAD 11 ZJAWISKA DYFRAKCJI I INTERFERENCJI ŚWIATŁA; SPÓJNOŚĆ
2
PLAN WYKŁADU Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia Zasada superpozycji Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym Interferencja fal z dwóch spójnych źródeł punktowych PODSUMOWANIE
3
Uwagi wstępne i podstawowe pojęcia Obraz geometryczny i obszar dyfrakcji R i R R L R Odstępstwa od modelu promieni, efekty brzegowe
4
Dyfrakcja Fresnela: R L R R Dyfrakcja Fraunhofera: R L R R Niezbyt duża i wystarczająco duża odległość ekranu od otworu
5
Warunki na otrzymanie dyfrakcji: monochromatyczność spójność czasowa, stała różnica faz pomiędzy falami przechodzącymi przez ten sam punkt otworu w różnych chwilach czasu spójność 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
6
Zasada superpozycji 2 1 2 E1 E2 2 2 c t 2 1 2 2 1 2 E1 E2 2 2 2 2 c t c t Jeśli E1 i E2 są rozwiązaniami to także E1E2 jest rozwiązaniem równania falowego. Zasada ta to podstawa teorii zjawisk dyfrakcji i interferencji
7
Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni): 2 2 k E 2 2 k S 0c E B 0c E 0c E
8
Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni): 2 2 k E 2 2 k S 0c E B 0c E 0c E Znaczenie średniej w czasie. Dla fal harmonicznych:
9
Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni): 2 2 k E 2 2 k S 0c E B 0c E 0c E Znaczenie średniej w czasie. Dla fal harmonicznych: Średnia w czasie wartość E2: 2 1 E E E 2
10
Natężenie fali świetlnej w zapisie zespolonym Wektor Poyntinga (natężenie, czyli energia na jednostkę czasu i jednostkę powierzchni): 2 2 k E 2 2 k S 0c E B 0c E 0c E Znaczenie średniej w czasie. Dla fal harmonicznych: Średnia w czasie wartość E2: 1 2 2 2 E0 cos t E0 2 2 1 E E E 2 E0eit E0e it E02
11
i kr t Wstawiając: E E0e do wyrażenia na S otrzymamy: 1 2 k 1 2 k S 0c E E 0c E0 E0 2 2
12
i kr t Wstawiając: E E0e do wyrażenia na S otrzymamy: 1 2 k 1 2 k S 0c E E 0c E0 E0 2 2 albo, korzystając z : k k 0 n n c i E 0 E 0 e i
13
i kr t Wstawiając: E E0e do wyrażenia na S otrzymamy: 1 2 k 1 2 k S 0c E E 0c E0 E0 2 2 albo, korzystając z : k k 0 n n c mamy : i E 0 E 0 e i 2 1 2 1 S 0cn E 0cn E 0 2 2
14
Interferencja fal z dwóch spójnych i monochromatycznych źródeł punktowych
15
Interferencja fal z dwóch spójnych i monochromatycznych źródeł punktowych E 01 E 02 E E1 E 2 exp i kr1 t exp i kr2 t r1 r2
16
Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P): 1 I P 0cn E1 E2 E1 E2 2
17
Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P): 1 I P 0cn E1 E2 E1 E2 2 1 1 1 cn E E E E 0cn E1E1 0cn E2E2 0 1 2 2 1 2 2 2
18
Całkowite uśrednione w czasie natężenie I(P): 1 I P 0cn E1 E2 E1 E2 2 1 1 1 cn E E E E 0cn E1E1 0cn E2E2 0 1 2 2 1 2 2 2 2 2 1 E01 1 E02 0cn 0cn 2 2 2 2 r1 r2 1 E01E02 exp ik r1 r2 exp ik r2 r1 0cn 2 r1r2
19
Ostatecznie otrzymamy: gdzie: I P I1 I 2 2 I1I 2 cos 2 r1 r2 r1 r2 2 k r1 r2 2 ,
20
Ostatecznie otrzymamy: gdzie: I P I1 I 2 2 I1I 2 cos 2 r1 r2 r1 r2 2 k r1 r2 2 , Imax I1 I 2 2 I1I 2 r1 r2 m m, m 0,1,2,3... interferencja konstruktywna
21
Ostatecznie otrzymamy: gdzie: I P I1 I 2 2 I1I 2 cos 2 r1 r2 r1 r2 2 k r1 r2 2 , Imax I1 I 2 2 I1I 2 r1 r2 m interferencja konstruktywna Imin I1 I 2 2 I1I 2 r1 r2 2n 1 2 m, m 0,1,2,3... 1 2n 1 , n 0,1,2,3... 2 interferencja destruktywna
22
Przypadek jednakowych źródeł: I 2I 0 2I 0 cos 2 2I 0 1 cos 2 4I 0 cos2 zerowe natężenia w ciemnych prążkach
23
Interferencja konstruktywna: r1 r2 m, gdzie m 0, 1, 2, 3, ... geometryczna definicja hiperboli: miejsce geometryczne punktów, których bezwzględna wartość różnicy odległości od dwóch punktów (ognisk) jest stała
24
Hiperboloida jasnego prążka dla: r1 r2 m 2a, a m 2 , 1; m 8 m 8 , S1S 2 2c 10
25
r1 r2 x c 2 y 2 x c 2 y 2 2a
26
r1 r2 x c 2 y 2 x c 2 y 2 2a x c 2 y 2 4a2 x c 2 y 2 4a x c 2 y 2
27
r1 r2 x c 2 y 2 x c 2 y 2 2a x c 2 y 2 4a2 x c 2 y 2 4a x c 2 y 2 4cx 4a 2 4a x c 2 y 2
28
r1 r2 x c 2 y 2 x c 2 y 2 2a x c 2 y 2 4a2 x c 2 y 2 4a x c 2 y 2 4cx 4a 2 4a x c 2 y 2 16 c2 a 2 x 2 16a 2y 2 16a 2 c2 a 2
29
r1 r2 x c 2 y 2 x c 2 y 2 2a x c 2 y 2 4a2 x c 2 y 2 4a x c 2 y 2 4cx 4a 2 4a x c 2 y 2 16 c2 a 2 x 2 16a 2y 2 16a 2 c2 a 2 definiując: b c2 a2 otrzymamy:
30
r1 r2 x c 2 y 2 x c 2 y 2 2a x c 2 y 2 4a2 x c 2 y 2 4a x c 2 y 2 4cx 4a 2 4a x c 2 y 2 16 c2 a 2 x 2 16a 2y 2 16a 2 c2 a 2 definiując: b c2 a2 16b 2x 2 16a 2y 2 16a 2b 2 otrzymamy: i dalej: x2 a2 y2 b2 1
31
y b x2 a 2 1
32
y b x2 a 2 1 Pomijając jedynkę otrzymamy: y bx a dwie proste na płaszczyźnie, stożek w przestrzeni
33
y b x2 a 2 1 Pomijając jedynkę otrzymamy: y bx a 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
34
y b x2 a 2 1 Pomijając jedynkę otrzymamy: y bx a 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: mmax 2c
35
Doświadczenie Younga, obserwacja prążków α kąt określający położenie punktu P na ekranie x tg L
36
Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe.
37
Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe. W konsekwencji: d sin
38
Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe. W konsekwencji: d sin Warunek na interferencję konstruktywną: r1 r2 m
39
Dla dużych odległości można przyjąć, że promienie r1 i r2 są równoległe. W konsekwencji: d sin Warunek na interferencję konstruktywną: x uwzględniając: tg , L da na położenie prążków jasnych: r1 r2 m dla małych kątów α xm m L d
40
Rozkład natężenia światła na ekranie (Young)
41
Rozkład natężenia światła na ekranie (Young) I 2I 0 2I 0 cos 2 2I 0 1 cos 2 4I 0 cos 2
42
Rozkład natężenia światła na ekranie (Young) I 2I 0 2I 0 cos 2 2I 0 1 cos 2 4I 0 cos 2 r1 r2 2 k r1 r2 2
43
Rozkład natężenia światła na ekranie (Young) I 2I 0 2I 0 cos 2 2I 0 1 cos 2 4I 0 cos 2 r1 r2 2 k r1 r2 2 r1 r2 x L L d
44
Rozkład natężenia światła na ekranie (Young) I 2I 0 2I 0 cos 2 2I 0 1 cos 2 4I 0 cos 2 r1 r2 2 k r1 r2 2 r1 r2 x L L d d x, lub x L L d
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
46
PODSUMOWANIE o znaczeniu efektów dyfrakcji interferencji i dyfrakcji decyduje długość fali λ, wymiary otworów (otworu) R i odległość ekranu obserwacyjnego L dla L R R efekty dyfrakcyjne i interferencyjne dominują Dyfrakcja (interferencja) FRAUNHOFERA dla L R R dyfrakcja i interferencja modyfikują obraz geometryczny Dyfrakcja (interferencja) FRESNELA
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
48
PODSUMOWANIE W doświadczeniu Younga (dwa otwory lub szczeliny) obserwujemy strukturę dyfrakcyjną; w tym prążek główny o szerokości R L R 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: x L d

Mogą Cię zainteresować

Albert Einstein - Slajd 1

Albert Einstein

Albert Einstein
Sklejanie elementów optycznych - Slajd 1

Sklejanie elementów optycznych

Sklejanie elementów optycznych
Podstawy Fizyki - Optyka - Slajd 1

Podstawy Fizyki - Optyka

Podstawy Fizyki - Optyka
Jak powstają opady i osady atmosferyczne? - Slajd 1

Jak powstają opady i osady atmosferyczne?

Jak powstają opady i osady atmosferyczne?

O stronie

Świat prezentacji to vortal zawierający prezentacje multimedialne przeznaczone nie tylko dla uczniów, ale i nauczycieli. Tylko w naszym vortalu znajdziesz ogrom wiedzy przedstawiony na slajdach prezentacji. Dzięki nam łatwiej przygotujesz się do lekcji czy odrobisz zadanie domowe. Prezentacje podzielone są na kategorię aby łatwiej było Ci odnaleźć to czego szukasz. Nazwy kategorii odpowiadają nazwą przedmiotów szkolnych. Dzięki nam zapomnisz czym jest pracochłonne przygotowywanie prezentacji i ściągniesz "gotowca".

Ostanio dodane

2017 © Wszystkie prawa zastrzeżone

Używamy plików cookies, aby dostosować zawartość strony do Twoich preferencji i oczekiwań oraz zapewnić Ci wygodę podczas przeglądania strony www. Korzystając ze strony, wyrażasz zgodę na używanie cookies zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki. Co to są ciasteczka?