Презентация на тему: Лекция 8

Реклама. Продолжение ниже
Лекция 8
Лекция 8
Свойства электромагнитных волн
Лекция 8
Оптический диапазон электромагнитных волн
Лекция 8
Принцип суперпозиции для волн Интерференция плоских и сферических волн
Лекция 8
схема интерференции
Лекция 8
Когерентные колебания
Временная когерентность
Пространственная когерентность
Лекция 8
Лекция 8
1/15
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 38)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1134 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации: Лекция 8

Интерференция света

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2

Оптика – раздел физики, изучающий свойства и физическую природу света, а также его взаимодействие с веществом. Учение о свете принято делить на три части: геометрическая или лучевая оптика, в основе которой лежит представление о световых лучах; волновая оптика, изучающая явления, в которых проявляются волновые свойства света; квантовая оптика, изучающая взаимодействие света с веществом, при котором проявляются корпускулярные свойства света.

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3: Свойства электромагнитных волн

Электромагнитные волны поперечны – векторы E и B перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной скоростью

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
4

Слайд 4

3. В электромагнитной волне происходят взаимные превращения электрического и магнитного полей. Эти процессы идут одновременно, и электрическое и магнитное поля выступают как равноправные «партнеры». Поэтому объемные плотности электрической и магнитной энергии равны друг другу: w э = w м. Отсюда следует, что в электромагнитной волне модули индукции магнитного поля B и напряженности электрического поля E в каждой точке пространства связаны соотношением 4. Поток энергии в электромагнитной волне можно задавать с помощью вектора I направление которого совпадает с направлением распространения волны Этот вектор называют вектором Умова-Пойнтинга (1885 г.).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
5

Слайд 5: Оптический диапазон электромагнитных волн

Энергия квантов излучения (фотонов) видимого диапазона Е = (2,6 – 5,2)·10 -19 Дж = 1,6 – 3,2 эВ. Видимый диапазон f = (4 – 8)·10 14 Гц ω = (2,5 – 5,0)·10 15 Г ц, где ω = 2 π f ω

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
6

Слайд 6

Построениях Гюйгенса для определения направления распространения волны, преломленной на границе двух прозрачных сред Закон прямолинейного распространения света. Закон отражения света Закон преломления света n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
7

Слайд 7: Принцип суперпозиции для волн Интерференция плоских и сферических волн

Явление перераспределения в пространстве интенсивности электромагнитного поля, представляющего собой сумму двух монохроматических волн одной частоты, в зависимости от их разности фаз называется интерференцией

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/8
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8

При сложении двух волн одинаковой поляризации с интенсивностями I 1 и I 2 интенсивность суммарной волны получаем аналогично = = = = =

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
9

Слайд 9: схема интерференции

Расстояние между двумя соседними максимумами (или минимумами), называемое шириной интерференционной полосы, равно оптической разностью хода Откуда Из условия следует, что поэтому Максимумы будут при, а минимумы при

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
10

Слайд 10

 х не зависит от порядка интерференции (величины m ) и является постоянной для данных l, d и . И  x обратно пропорционально d ; следовательно, при большом расстоянии между источниками, например при d  l, отдельные полосы становятся неразличимыми для видимого света   10 -7 м. Поэтому четкая, доступная для визуального наблюдения интерференционная картина имеет место при l >> d (это условие и принималось при расчете). По измеренным значениям l, d в  х, можно экспериментально определить длину волны света. Интерференционная картина, создаваемая на экране двумя когерентными источниками света, представляет собой чередование светлых и темных полос, параллельных друг другу. Главный максимум, соответствующий m = 0, проходит через точку О. Вверх и вниз от него на равных расстояниях друг от друга располагаются максимумы (минимумы) первого ( m = 1), второго ( m = 2) порядков и т. д.

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11: Когерентные колебания

когерентностью двух волновых процессов называется их согласованное протекание два волновых процесса называются когерентными, если средняя разность их полных фаз Δ φ ( x, y, z ) в точке наблюдения с координатами r, t не зависит от времени наблюдения t : где φ 1 ( x, y, z ), φ 2 ( x, y, z ) – соответственно полные фазы первой и второй волны; черта над разностью фаз означает её среднее значение по времени. среднее по времени это

Изображение слайда
1/1
12

Слайд 12: Временная когерентность

время когерентности учитывает тот факт, что реально средняя разность фаз может зависеть от времени. поскольку когерентность двух волн связывается с возможностью наблюдения интерференционной картины, то под временем когерентности понимается время, в течение которого интерференционная картина этих волн может наблюдаться. это время в течение которого видность интерференционной картины отлична от нуля при различии интенсивностей её максимумов и минимумов.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
13

Слайд 13: Пространственная когерентность

пространственная когерентность возникает при использовании в интерференционных опытах протяженных источников если точечный источник S находится на оси системы, то разность хода Δ обращается в нуль в точке наблюдения P, также находящейся на оси. Здесь располагается интерференционный максимум нулевого порядка (нулевая интерференционная полоса). для точечного источника S ', расположенного на расстоянии x от оси, нулевая полоса (а, следовательно, и вся интерференционная картина) сместится на некоторое расстояние d – расстояние между щелями S 1 и S 2, а b расстояния x между источниками S и S ’ полагая, что L 1, L 2 >> d, и выполнив интегрирование по x в пределах ±b/2, можно получить следующее выражение для распределения интенсивности в суммарной интерференционной картине

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
14

Слайд 14

В этих выражениях Ω – апертурный угол, – ширина интерференционных полос, – волновое число. В качестве критерия наблюдения интерференции при протяженном источнике можно принять условие Получим 1,, где – угловой размер источника, при котором видность интерференционных полос обращается в нуль. радиус пространственной когерентности света ( ρ c ) в плоскости экрана: Пример: угловые размеры солнца составляют порядка 0,01 рад, а характерная длина видимого света 0,5 мкм, по этому длина пространственной когерентности ρ k ≈ 50мкм.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже
15

Последний слайд презентации: Лекция 8

Плоской волне соответствует бесконечное значение радиуса пространственной когерентности ( ρ c → ∞). Если излучение источника монохроматическое, т.е. спектр его излучения ΔF = 0, и, следовательно, излучение источника имеет бесконечно большое время когерентности ( t c → ∞). Отсюда следует вывод, что плоская гармоническая электромагнитная волна является когерентной как во времени, так и в пространстве. В действительности представление об электромагнитном излучении реальных тел в виде плоской гармонической волны является абстракцией. Окружающие нас объекты повседневной деятельности имеют конечные размеры, а ширина спектра их излучения всегда отлична от нуля. По этой причине в пространстве вокруг источника электромагнитных волн можно выделить область, внутри которой излучение может считаться когерентным. Объём такой области называется объёмом когерентности V c и равен произведению длины когерентности l c на площадь круга радиуса ρ с В частности, вопрос о возможности наблюдении интерференции волн от двух щелей при использовании выбранного источника электромагнитного излучения решается положительно, если область экрана, на котором расположены щели, попадает внутрь объёма когерентности источника излучения.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже