Добавил:

alleken Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

Предмет:

Оптика

Файл:

random books / Тихоненко А.В. - Компьютерный практикум по общей физике. Часть 4. Оптика_ Учебное пособие (2004)

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.03.2020

Размер:

4.86 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 93 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

ЧАСТЬ 4. ОПТИКА

2. ПОЛОСЫ РАВНОЙ ТОЛЩИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивность света (полосы равной толщины)

I (x, y) = I		+ cos (k		,
	0 1		(x, y))

(x, y)= 2 h (x, y) n2 − n02 sin2 (θ) ± λ2 =.

=2 h (x, y) n2 − n02 sin2 (θ) ± πk

Рис. 3.1
Интенсивность отраженного света
I _ R (x, y) = I 0 1 + cos (2 k h (x, y) n2	− n02 sin2 (θ ) ±π ) .

Интенсивность прошедшего света	n2 − n02 sin2 (θ)) .
I _ T (x, y) = I 0 1 + cos (2 k h (x, y)	n2 − n02 sin2 (θ)) .

Параметры функции интенсивности света

I (x, y) = I (x, y, k, n,θ).

ЗАДАНИЕ 2.3. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКОГО СВЕТА

2.3.1. Задать профиль пластины переменной толщины h(x), h(y), h(x, y): h (x, y) = h (x) h (y).

ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

2.3.2. Построить график зависимости интенсивности света при интерференции от пластины переменной толщины (полосы равной толщины):

а) в отраженном свете:

I _ R (x, 0);

б) в проходящем свете:

I_ T (x, 0).

2.3.3.Выполнить визуализацию зависимости интенсивности света при интерференцииотпластиныпеременнойтолщины(полосыравнойтолщины):

а) в отраженном свете:

I _ R (x, y);

б) в проходящем свете:

I _ T (x, y).

ЗАДАНИЕ 2.4. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ НЕМОНОХРОМАТИЧЕСКОГО СВЕТА

2.4.1. Построить график зависимости интенсивности света при интерференции от плоскопараллельной пластины (полосы равной толщины):

а) Модель С немонохроматического источника света:

I _ R _ C (x) =	1
	2	I _ R x, 0, k

I _ T _ C (x) =	1
	2	I _ T x, 0, k

−δ2k

+ I _ R x, 0, k

+ I _ T x, 0, k

+δ2k

б) Модель D немонохроматического источника света:

k +δk

I _ R _ D (x) =

∫2

I _ R (x, 0, K ) dK ,

δk

k −

δk

k +δk

I _ T _ D (x) =

∫2

I _ T (x, 0, K ) dK .

δk

k −

δk

в) Модель E немонохроматического источника света:

δk

(K −k )2

I _ R _ E (x) =

∫2

I _ E (x, 0, K ) e−

2 δk2 dK ,

π δk

k−

δk

20	ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

ЧАСТЬ 4. ОПТИКА


		k +		δk		(K −k )2
	1	k +				(K −k )2
I _ T _ E (x) =	1	∫2			I _ T (x, 0, K ) e−	2 δk2 dK .
I _ T _ E (x) =	π δk	∫2			I _ T (x, 0, K ) e−	2 δk2 dK .
2	π δk	k −	δk
		2

2.4.2. Выполнить визуализацию зависимости интенсивности света при интерференции от плоскопараллельной пластины (полосы равной толщины):

а) Модель С немонохроматического источника света:

I _ R _ C (x, y) =

δk

I _ R x, y, k −

+ I _ R x, y, k

;

I _ T _ C (x, y) =

δk

I _ T

x, y, k −

+ I _ T x, y, k

б) Модель D немонохроматического источника света:

k +δk

I _ R _ D (x, y) =

∫2

I _ R (x, y, K ) dK ;

δk

k −

δk

k +δk

I _ T _ D (x, y) =

∫2

I _ T (x, y, K ) dK .

δk

k −

δk

в) Модель E немонохроматического источника света:

k +

δk

(K −k )2

I _ R _ E (x, y) =

∫2

I _ E (x, y, K ) e−

2 δk2 dK ;

2 π

δk

k −

δk

(K −k )2

I _ T _ E (x, y) =

∫2

I _ T (x, y, K ) e−

2 δk2 dK .

2 π

δk

k−

δk

2.4.3. Вычислить функцию видности и построить ее график при интерференции от плоскопараллельной пластины (полосы равной толщины):

ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

а) Модель С немонохроматического источника света:
V _ R _ C (x) =	V _ R _ C _ max (x, 0)−V _ R _ C _ min (x, 0)	;

V _ R _ C _ max (x, 0)+V _ R _ C _ min (x, 0)

V _ T _ C (x) =	V _ T _ C _ max (x, 0)−V _ T _ C _ min (x, 0)	.

V _ T _ C _ max (x,0)+V _ T _ C _ min (x,0)
б) Модель D немонохроматического источника света:
V _ R _ D (x)=	V _ R _ D _ max (x, 0)−V _ R _ D _ min (x, 0)	;

V _ R _ D _ max (x, 0)+V _ R _ D _ min (x, 0)

( ) V _ T _ D _ max (x, 0)−V _ T _ D _ min (x, 0) V _ T _ D x = V _ T _ D _ max (x, 0)+V _ T _ D _ min (x, 0).

2.4.4. Выполнить визуализацию зависимости функции видности при интерференции от плоскопараллельной пластины (полосы равной толщины):


а) Модель С немонохроматического источника света:
V _ R _ C (x, y) =	V _ R _ C _ max (x, y)−V _ R _ C _ min (x, y)		;
	V _ R _ C _ max (x, y)+V _ R _ C _ min (x, y)
V _ T _ C (x, y)=		V _ T _ C _ max (x, y)−V _ T _ C _ min (x, y)			.

		V _ T _ C _ max (x, y)+V _ T _ C _ min (x, y)
б) Модель D немонохроматического источника света:
V _ T _ C (x, y)=	V _ T _ C _ max (x, y)−V _ T _ C _ min (x, y)			;
	V _ T _ C _ max (x, y)+V _ T _ C _ min (x, y)

( ) V _ T _ D _ max (x, y)−V _ T _ D _ min (x, y) V _ T _ D x, y = V _ T _ D _ max (x, y)+V _ T _ D _ min (x, y) .

22	ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

ЧАСТЬ 4. ОПТИКА

ТЕМА 3. КОЛЬЦА НЬЮТОНА

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивность света

I (x, y) = I 0 {1 + cos (k (x, y))},

ãäå

(x, y)= 2 h (x, y)+ λ2 = 2 h (x, y)+ πk .

Рис. 3.1

1) Точный профиль сферической линзы:

h (x, y) = R − R2 −(x2 + y2 ),

ãäå
(x, y)= 2 {R − R2 −(x2 + y2 )}+ λ2	=
= 2 {R − R2 −(x2 + y2 )}+ πk	.
= 2 {R − R2 −(x2 + y2 )}+ πk

ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

Приближенный профиль линзы:

h (x, y) = R −

−(x

+ y

) ≈

x2 + y2

2 R

ãäå

(x, y) ≈

x2 + y2

+ λ

x2 + y2

π .

Интенсивность отраженного света

Точный профиль сферической линзы:

I _ R (x, y) = I 0 {1 + cos (2 k (R −

R2 −(x2 + y2 ))+π )}.

Приближенный профиль линзы:

+ y

I _ R (x, y) = I 0

1 + cos

+π

Интенсивность прошедшего света

Точный профиль сферической линзы:

I _ T (x, y) = I 0 {1 + cos (2 k (R −

R2 −(x2 + y2 )))}.

Приближенный профиль линзы:

+ y

I _ T (x, y) = I 0

1+ cos k

ЗАДАНИЕ 3.1. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ МОНОХРОМАТИЧЕСКОГО СВЕТА

3.1.1. Построить график зависимости интенсивности света при интерференции (кольца Ньютона):

а) в отраженном свете:

I _ R (x, 0);

б) В проходящем свете:

I _ T (x, 0).

24	ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

ЧАСТЬ 4. ОПТИКА

3.1.2. Выполнить визуализацию зависимости интенсивности света при интерференции (кольца Ньютона):

а) в отраженном свете:

I _ R (x, y);

б) в проходящем свете:

I _ T (x, y).

ЗАДАНИЕ 3.2. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ НЕМОНОХРОМАТИЧЕСКОГО СВЕТА

3.2.1. Построить график зависимости интенсивности света при интерференции от плоскопараллельной пластины (кольца Ньютона):

а) Модель С немонохроматического источника света:

I _ R _ C (x) =

δk

I _ R x, 0, k −

+ I _ R x, 0, k +

I _ T _ C (x) =

δk

I _ T

x, 0, k −

+ I _ T x, 0, k +

б) Модель D немонохроматического источника света:

k +δk

I _ R _

D (x) =

∫2

I _ R (x, 0, K ) dK ,

δk

k −

δk

k+δk

I _ T _ D (x) =

∫2

I _ T (x, 0, K ) dK .

δk

k−

δk

в) Модель E немонохроматического источника света:

k +

δk

(K −k )2

I _ R _ E (x)=

∫2

I _ E (x, 0, K ) e−

2 δk2 dK ,

2 π δk

k −

δk

k +

δk

(K −k )2

I _ T _ E (x) =

∫2

I _ T (x, 0, K ) e−

2 δk2 dK .

2 π δk

k −

δk

ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

3.2.2. Выполнить визуализацию зависимости интенсивности света при интерференции от плоскопараллельной пластины (кольца Ньютона):

а) Модель С немонохроматического источника света:

I _ R _ C (x, y) =

δk

I _

R x, y, k −

+ I _ R x, y, k

;

I _ T _ C (x, y) =

δk

I _ T

x, y, k −

+ I _ T x, y, k

б) Модель D немонохроматического источника света:

k +δk

I _ R _ D (x, y)

∫2

I _ R (x, y, K ) dK ;

δk

k −

δk

k +δk

I _ T _ D (x, y)

∫2

I _ T (x, y, K ) dK .

δk

k −

δk

в) Модель E немонохроматического источника света:

k +

δk

(K −k )2

I _ R _ E (x, y) =

∫2

I _ E (x, y, K ) e−

2 δk2 dK ;

2 π

δk

k −

δk

(K −k )2

I _ T _ E (x, y) =

∫2

I _ T (x, y, K ) e−

2 δk2 dK .

2 π

δk

k−

δk

3.2.3. Вычислить функцию видности и построить ее график при интерференции от плоскопараллельной пластины (кольца Ньютона):

а) Модель С немонохроматического источника света:
V _ R _ C (x) =	V _ R _ C _ max (x, 0)−V _ R _ C _ min (x, 0)	;

V _ R _ C _ max (x, 0)+V _ R _ C _ min (x, 0)

( ) V _ T _ C _ max (x, 0)−V _ T _ C _ min (x, 0) V _ T _ C x = V _ T _ C _ max (x,0)+V _ T _ C _ min (x,0).

26	ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

ЧАСТЬ 4. ОПТИКА

б) Модель D немонохроматического источника света:
V _ R _ D (x)=	V _ R _ D _ max (x, 0)−V _ R _ D _ min (x, 0)	;

V _ R _ D _ max (x, 0)+V _ R _ D _ min (x, 0)

( ) V _ T _ D _ max (x, 0)−V _ T _ D _ min (x, 0) V _ T _ D x = V _ T _ D _ max (x, 0)+V _ T _ D _ min (x, 0).

3.2.4. Выполнить визуализацию зависимости функции видности при интерференции от плоскопараллельной пластины (кольца Ньютона):


а) Модель С немонохроматического источника света:
V _ R _ C (x, y) =	V _ R _ C _ max (x, y)−V _ R _ C _ min (x, y)		;
	V _ R _ C _ max (x, y)+V _ R _ C _ min (x, y)
V _ T _ C (x, y)=		V _ T _ C _ max (x, y)−V _ T _ C _ min (x, y)			.

		V _ T _ C _ max (x, y)+V _ T _ C _ min (x, y)
б) Модель D немонохроматического источника света:
V _ T _ C (x, y)=	V _ T _ C _ max (x, y)−V _ T _ C _ min (x, y)			;
	V _ T _ C _ max (x, y)+V _ T _ C _ min (x, y)

( ) V _ T _ D _ max (x, y)−V _ T _ D _ min (x, y) V _ T _ D x, y = V _ T _ D _ max (x, y)+V _ T _ D _ min (x, y) .

ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

ГЛАВА II. ДИФРАКЦИЯ

ТЕМА 4. ДИФРАКЦИЯ НА ЩЕЛИ И РЕШЕТКЕ

ВВЕДЕНИЕ

Дифракция на щели

Результирующее колебание в точке наблюдения

E (x) = E0

sin (ξ (x))

ξ (x)

ξ (x) =

π b sin (ϕ (x))

k b sin (ϕ (x))=

k b

L2 + x2

sin (ϕ (x))=

= MD

L2 + x2

k b

sin

+ x

E (x) = E0

k b

+ x

Интенсивность света								k b sin (ϕ)
			sin2				1
			sin2				2
I (x) = I	0															,
I (x) = I	0				1	k b sin (ϕ) 2										,
						k b sin (ϕ) 2
				2
		sin		2		1	k b					x
						1
						2					2	+ x			2
I (x) = I 0											L	+ x					,
I (x) = I 0				1	k		b				x			2			,
											x			2

				2						2	+ x		2
									L		+ x

ãäå I0 - интенсивность света, излучаемого щелью в направлении ϕ = 0.

28	ЗАДАНИЯ ПРАКТИКУМА

<<< < Предыдущая 1 23 / 93 4 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке random books