
- •Свет – электромагнитная волна.
- •Поляризация электромагнитной волны
- •Естественный и поляризованный свет
- •Закон Малюса
- •Частично - поляризованный свет
- •Формулы Френеля
- •Интерференция Интерференция монохроматического света
- •Простейшие интерференционные схемы
- •Векторная диаграмма для вывода дифракции Фраунгофера на щели.
- •Дифракционная решетка.
- •Е сли рассмотреть наклонное падение волны на дифракционную решетку, то разность хода между крайними точками равна отсюда условие минимумов , Дифракционная решетка как спектральный прибор
- •Угловая дисперсия
- •Р азрешающая способность
- •Д исперсия света в стекле
Естественный и поляризованный свет
Естественный свет от таких источников, как Солнце, лампы накаливания, газоразрядные лампы является неполяризованным.
Если вектор в каждом цуге разложить на две компоненты, то на колебания вдоль осей y и z в среднем приходится одна и та же интенсивность:
,
где
– интенсивность естественного света.
Рис. Схематическое представление естественного света
Рис. Получение плоскополяризованного света с помощью поляризатора (а); прохождение плоскополяризованного света через поляризатор (б)
Закон Малюса
В случае падающего
естественного света интенсивности
(рис.) через поляризатор пройдет только
половина его интенсивности:
Поляризаторы – это приборы для получения поляризованного света.
Частично - поляризованный свет
Частично - поляризованный свет можно рассматривать как смесь поляризованного с естественным. Для такого света вводится понятие степени поляризации (Р):
Формулы Френеля
,
,
,
где
и
– амплитуды падающих волн,
и
– амплитуды отраженных волн,
и
– амплитуды преломленных волн.
Закон Брюстера.
Если
на границу раздела двух оптических сред
падает естественный
свет
под
углом Брюстера (α1=αБр,
tgαБр=n2/n1),
то отраженный свет полностью поляризован
так, что колебания напряженности
электрического поля происходят
перпендикулярно плоскости падения.
Преломленный
свет оказывается
частично поляризованным. Угол между
отраженным и преломленным лучами
составляет /2,
то есть
(см. рис.)
Интерференция Интерференция монохроматического света
Колебания
напряженности
электрического поля в монохроматических
волнах можно представить в виде
,
,
где
,
- амплитуды;
,
- фазы колебаний в точке наблюдения,
- волновое число.
Разность
фаз колебаний
.
Оптическая
разностью хода
(одна
волна проходит до точки наблюдения путь
в среде с показателем преломления
,
а вторая волна – путь
в среде с показателем преломления
).
Интерференция наблюдается только при сложении когерентных (согласованных по фазе) волн.
Две
волны называются когерентными,
если они получены от одного источника
света и их разность фаз
не изменяется во времени.
В
центре светлой полосы суммарная
интенсивность максимальна
,
в центре темной полосы – минимальна
.
Максимальная
разность хода
называется длиной
когерентности.
Простейшие интерференционные схемы
.
Зеркало Ллойда Интерферометр Майкельсона.
Б
изеркала
Френеля
Ширина интерференционной полосы
Полосы равного наклона и равной толщины
Р
азность
хода между интерферирующими лучами
Рис. Интерференция при отражении от тонкой пленки (плоскопараллельной пластины)
Кольца Ньютона
-для
радиусов темных интерференционных
колец Ньютона
-
для радиусов светлых интерференционных
колец Ньютона.
Дифракция Френеля
Р
адиус
-ой
зоны определяется выражением
Площадь
m-зоны-
не
зависит от номера зоны.
Отверстие
радиусом
отрывает для точки
число зон Френеля, равное
Тогда, при нечетных
,
а при четных
.
Так
как в приведенных формулах выражения
в скобках приблизительно равны нулю,
то при нечетных
амплитуда результирующего колебания
равна
в то время как для четных
она близка к нулю.
Дифракция Фраунгофера на щели
,
При
малых углах, когда
,