52.Дифракционная решетка

Дифракционная решетка - система препятствий (параллельных штрихов), сравнимых по размерам с длиной волны.

Величина d = a + b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки, где а — ширина щели; b — ширина непрозрачной части. Угол φ - угол отклонения световых волн вследствие дифракции. Наша задача - определить, что будет наблюдаться в произвольном направлении φ - максимум или минимум. Оптическая разность хода  Из условия максимума интерференции получим: 

Следовательно:  - формула дифракционной решетки. Величина k — порядок дифракцион­ного максимума

(равен 0, ± 1, ± 2 и т.д.).

Определение λ с помощью дифракционной решетки

Если ОМ=у, МN=х,то

53.Голография.

Голография — особый способ записи и последующего восстановления волнового поля, основанный на регистрации интерференционной картины.

При записи лазерной голограммы на пленке лазерный пучок с помощью полупосеребренного зеркала 3 делится на две части. Одна часть пучка направляется непосредственно на пленку (опорная волна), а другая на фотографируемый объект и, отражаясь от него, попадает на пленку (сигнальная волна). Опорная и сигнальная волны, являясь когерентными и накладываясь друг на друга, образуют на фотопластинке интерференционную картину. После проявления фотопластинки и получается так называемая голограмма — зарегистрированная на фотопластинке интерференционная картина, образованная при сложении опорной и сигнальной волн. Голограмма содержит информацию не только об амплитуде волн, но и об их фазе, так как амплитуда результирующего колебания (следовательно, и освещенность фотопластинки и ее прозрачность после позитивной обработки) зависит от амплитуд складываемых волн и разности их фаз:

A^2=A1^2+A2^2+A1A2cos(α2−α1).

Таким образом, благодаря интерференции происходит преобразование фазовых соотношений между волнами в соотношения амплитуд, в результате чего фазовые соотношения между волнами будут зафиксированы в виде соответствующих изменений прозрачности фотопластинки.

При голографическом способе записи изображения не применяются ни линзы, ни другие устройства, формирующие изображение. Каждая точка предмета, рассеивая свет, посылает его на всю голограмму, и каждая точка голограммы получает свет от всего предмета. Голографическое изображение предмета ни в коей мере не соответствует его внешнему виду.

Процесс получения изображения с помощью голограммы называется восстановлением.

Для восстановления изображения голограмма помещается в то же самое положение, где она находилась до регистрации. Ее освещают опорным пучком того же лазера (вторая часть лазерного пучка перекрывается диафрагмой). В результате дифракции света на интерференционной структуре голограммы восстанавливается копия предметной волны, образующая объемное мнимое изображение, расположенное в том месте, где предмет находился при голографировании.

54.Поляризация света.Закон Брюстера.

Поляризованный свет можно получить, используя отражение или преломление света от диэлектрических изотропных сред (например, от стекла). Если угол падения света на границу раздела двух диэлектриков отличен от нуля, отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными. В отраженном луче преобладают колебания, перпендикулярные плоскости падения (на рис. 5.9 эти колебания обозначены точками), в преломленном луче – колебания, параллельные плоскости падения (на рис. 5.9 они изображены двусторонними стрелками).

Степень поляризации того и другого луча зависит от угла падения луча. У каждой пары прозрачных сред существует такой угол падения, при котором отраженный свет становится полностью плоскополяризованным, а преломленный луч остается частично поляризованным, но степень его поляризации при этом угле максимальна (рис. 5.10). Этот угол называется углом Бpюстеpа. Угол Брюстера определяется из условия

,

где  – относительный показатель преломления двух сред. Можно показать, что при падении волны под углом Брюстера отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны.

Таким образом, пластинка диэлектрика сортирует лучи естественного света, отражая преимущественно лучи с одним направлением колебаний и пропуская перпендикулярные колебания.

Закон Брюстера может быть использован для изготовления поляризатора. В этом случае используют не отраженный, а преломленный луч, хотя он и не полностью поляризован. Чтобы получить высокую степень поляризации преломленного луча, его пропускают через стопу стеклянных пластинок: после прохождения каждой следующей пластинки стопы степень поляризации преломленного луча увеличивается. При достаточно большом числе пластинок проходящий через эту систему свет будет практически полностью плоскополяризованным, а интенсивность прошедшего света в отсутствие поглощения будет равна половине интенсивности падающего на стопу естественного света.