Интерференция света в тонких плёнках.

Интерференция света, сложение световых волн, при котором обычно наблюдается характерное пространственное распределение интенсивности света (интерференционная картина) в виде чередующихся светлых и тёмных полос вследствие нарушения принципа сложения интенсивностей..

Из воздуха на пленку с n и d падает ll-й монохрамотический пучок света с длиной λ под углом I с нормалью пленки. На фронте АД оба луча имеют одинаковую фазу оптического хода:

Здесь учтено, что при отражении луча 2 от оптически более плотной среды луч меняет фазу на противоположную и теряет 0,5 длины волны. => ΔL=2ndcosr-λ/2;

ΔL=2d

Min в отраженном свете: 2d , где m=0,±1 …

Имеем мax,если 2d , где m= 0,±1…

При положении плоско выпуклой линзы ll-но плоскости наблюдаются кольца Ньютона одинаковой толщины. Радиусы светлых колец r_x= , к=1,2,3… Радиусы темных колец в проходящем свете r_x= . Явление интерференции применяется точных измерений λ=0,5/100.

Явление интерференции используется в оптике.

n_пл= d= _пл

26.Резонанс токов и напряжений.

Резонанс токов — резонанс, происходящий в параллельном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает с собственной частотой контура. Известно, что при резонансе токов (при r = 0) индуктивное сопротивление равно емкостному и реактивные проводимости равны между собой. Резонанс напряжений - резонанс, происходящий в последовательном колебательном контуре при его подключении к источнику напряжения, частота которого совпадает с собственной частотой контура. оэтому резонанс напряжений в цепа с последовательным соединением r, L и С может наступить:

1) если при постоянной индуктивности емкость меняется и становится равной 2) если при постоянной емкости меняется индуктивность и становится равной 3) если изменение обеих величин L и С приводит к равенству

24. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон френеля.

Дифракция света

- явление отклонения света от прямолинейного распространения, проявляющегося в огибании светом препятствий и захождении света в область геометрической тени при прохождении отверстия. Размеры препятствий соизмеримы с длиной волны.

Различают дифр-ю Фраунгофера и Френеля в сходящихся лучах. Начальные закономерности устанавливаются с помощью принципа Гюгенса-Френеля, по которому любая точка фронта волны, до которой дошли колебания является источником вторичных волн и поверхность, которую огибают эти вторичные волны есть фронтовой фронт.

Метод зон Френеля Френель предложил метод разбиения фронта волны на кольцевые зоны, который впоследствии получил название метод зон Френеля.

Пусть от источника света S распространяется монохроматическая сферическая волна, P - точка наблюдения. Через точку O проходит сферическая волновая поверхность. Она симметрична относительно прямой SP.

Разобьем эту поверхность на кольцевые зоны I, II, III и т.д. так, чтобы расстояния от краев зоны до точки P отличались на l/2 - половину длины световой волны. Это разбиение было предложено O. Френелем и зоны называют зонами Френеля.

Возьмем произвольную точку 1 в первой зоне Френеля. В зоне II найдется, в силу правила построения зон, такая соответствующая ей точка, что разность хода лучей, идущих в точку P от точек 1 и 2 будет равна l/2. Вследствие этого колебания от точек 1 и 2 погасят друг друга в точке P.

_{Из геометрических соображениях следует, что при не очень больших номерах зон их площади примерно одинаковы. Значит каждой точке первой зоны найдется соответствующая ей точка во второй, колебания которых погасят друг друга. Амплитуда результирующего колебания, приходящего в точку P от зоны с номером m, уменьшается с ростом m, т.е.}

 

25.Дифракция Фраунгофера на одной щели. Дифракционная решётка.

. За щелью расположена линза Л, в фокальной плоскости которой находится экран Э. Наличие линзы равносильно тому, что экран расположен как бы на "бесконечном" расстоянии от объекта. Если бы свет распространялся прямолинейно в соответствии с законами геометрической оптики, то в фокальной плоскости линзы получилась бы бесконечно узкая светлая полоса, проходящая через точку N0 на экране Э. Но в соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля каждая точка волнового фронта, достигающего плоскости, где расположена щель, является источником вторичных волн. Тогда лучи, идущие от всех этих вторичных источников под некоторым углом j к первоначальному направлению, образуют плоский волновой фронт и соберутся в фокальной плоскости линзы в т.Nj

Дифракционная решётка. Простейшая дифракционная решётка представляет собой систему параллельных щелей, разделённых одинаковыми непрозрачными промежутками.

 

 

d=a+b-постоянная дифракционной решетки.

На Д.Р. имеют место два явления: дифракция света на каждой щели и интерференция света от всех щелей. Условие, определяющее главные максимумы интенсивности для дифракционной решётки, имеет вид:

dsinφ=κλ

где к=0, ±1,±2….

к-порядок спектра, φ-угол дифракции, λ-длина волны света.

Максимум нулевого порядка один, а максимумов 1-ого,2-ого.3-ого и т.д. порядок по два.

Положения главных максимумов, кроме нулевого, зависит от длины волны. Поэтому при пропускании через решётку белого света все максимумы, кроме центрального, разлагаются в спектр, фиолетовый конец которого обращён к центру дифракционной картинки.

Т.о. дифракционная решётка является спектральным прибором.

Для нулевого порядка для любой длины волны дифракционный угол φ=0. Поэтому нулевом порядке белый свет не разлагается в спектр.

27.Дисперсия света.

Дисперсия – это совокупность явлений, обусловленная зависимостью показателя преломления n от длины волны λ или от частоты ν (n=n(λ), n=n(ν)).

Дисперсией обусловлено разложение белого света в спектр при прохождении через призму.

Дисперсия нормальная, если с ростом λ показатель убывает.

Нормальная: dn/dλ<0, dn/dν>0

Аномальная: dn/dλ>0, dn/dν<0

Аном. дисперсия наблюдается в областях сильного поглощения света.

Для изучения дисперсии применяется метод скрещивающихся призм.

Полное объяснение дисперсии возможно только в квантовой механике.

В электронной теории для объяснения дисперсии рассматриваются силы прохождения:

1) обобщенная сила Лоренца:

2) сила наподобие силы Гука (обусловлена колебаниями электрона в атоме)

, k=mω²

3) сила наподобие силы трения:

Уравнение движения электрона: