Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
fizika_2_kollok (1).docx
Скачиваний:
5
Добавлен:
30.07.2019
Размер:
133.64 Кб
Скачать

1. Интерференция волн — взаимное усиление или ослабление амплитуды двух или нескольких когерентных волн, одновременно распространяющихся в пространстве.[1] Сопровождается чередованием максимумов и минимумов (пучностей) интенсивности в пространстве. Результат интерференции (интерференционная картина) зависит от разности фаз накладывающихся волн. Г1-Г2= соnst . Г1и Г2 расстояния от ист. Волн до выбранной точки. соnst - постоянная. Применение: просветление оптики ( линзу покр. Спец. Пленкой, чтобы отраж. Лучи гасили друг друга) Интерференционный микроскоп.

2.Когерентность-  (согласованность) нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени и при сложении колебаний получается колебание той же частоты. Способы получения когерентных волн.

1. Метод Юнга

Источником света служит ярко освещенная щель S, от которой световая волна падает на две узкие щели S1 и S2, параллельные щели S.

Таким образом, щели S1 и S2играют роль когерентных источников. На экране Э (область ВС) наблюдается интерференционная картина в виде чередующихся светлых и темных полос.

2.Бипризма Френеля.

Она состоит из двух одинаковых сложенных основаниями призм. Свет от источника S преломляется в обеих призмах, в результате чего за призмой распространяются лучи, как бы исходящие от мнимых источников S1 и S2, являющихся когерентными. Таким образом, на экране Э (область ВС) наблюдается интерференционная картина.

3.3. Оптическая длина пути и разность хода

Пусть две когерентные волны (см. 3.1) создаются одним источником S, но до экрана проходят разные геометрические длины путей l1и l2 в средах с абсолютными показателями преломления n1 и n2 соответственно (рис.4).

Тогда фазы этих волн [см. (1) и (2.9)]

t - 1= t - k1l1 + 0 , t -2= t - k2l1 + 0

а разность фаз

-= k2l- k1l=  (12)

где 1= /n1, 2= /n2 -длины волн в средах, показатели преломления которых n1 и n2соответственно,  - длина волны в вакууме.

3. Оптическая разность хода- то разность оптических длин путей световых волн, имеющих общие начальную и конечную точку

оптическая разность хода двух любой природы волн определяется по формуле:

Минимум

Максимум

4. связь между разностью фаз двух волн и оптической разностью хода

Если оптическая разность хода равна четному числу полуволн, , а разность фаз 2кП то возн. Яркая полоса. (усл. Мах) Если опт. Разн. Хода = нечетному числу полуволн, то возн. Мин. Света (темно) вормулы в вопр. №3

5. Графическое представление гармонических колебаний. Векторные диаграммы

Наиболее часто употребляются три способа графического представления колебаний.

1. Задание графика колебаний х = f(t) в прямоугольной системе координат. По оси абсцисс откладывается время t, а по оси ординат — значение изменяющейся величины х (смещения, скорости, ускорения и др.). Для гармонических колебаний этот график — косинусоида (см. рис. 13.3) или синусоида.

Рис. 13.3

2. Спектральный способ. По оси ординат откладывается амплитуда, а по оси абсцисс — частота гармонических колебаний. Так, например колебательный процес   (м) будет представлен в этом случае вертикальным отрезком прямой длиной 5 м, проведенным от точки с координатой   = 4 Гц на оси абсцисс (рис. 13.4). Этот способ не дает никакой информации о фазе колебания.

Рис. 13.4

3. Способ векторных диаграмм. Пусть величина х изменяется со временем по закону 

На плоскости выбирают произвольно направленную координатную ось Ох. Из начала координат под углом   равным начальной фазе колебаний, проводят вектор  , модуль которого равен амплитуде гармонического колебания A (рис. 13.5). Если вектор   вращается вокруг точки О с постоянной угловой скоростью   против часовой стрелки, то угол   между вращающимся вектором и осью Ох в любой момент времени определится выражением  Проекция конца вектора   будет перемещаться по оси Ох и принимать значения от —А до +А, а колеблющаяся величина будет изменяться со временем по закону 

Рис. 13.5

Таким образом, гармоническое колебание можно представить проекцией на некоторую произвольно выбранную ось вектора амплитуды  , отложенного от произвольной точки оси под углом  , равным начальной фазе, и вращающегося с угловой скоростью   вокруг этой точки.

Сложение двух колебаний одного направления

  1. Частота и фазы одинаковы, амплитуды разные   - гармонические колебания той же частоты с суммарной амплитудой. 

  2. Частота и амплитуда одинаковы, фазы разные:   - гармонические колебания той же частоты с амплитудой, зависящей от разности начальных фаз колебаний: при амплитуда максимальна, при  =0 - колебания взаимно гасятся.

  3. Амплитуды одинаковы, частоты разные - негармонические колебания. Биения амплитуды с частотой   налагаются на (модулируют) несущую частоту колебаний   .

6. Монохроматор — спектральный оптико-механический прибор, предназначенный для выделения монохроматического излучения. Принцип работы основан на дисперсии света.( Диспе́рсия све́та (разложение света) — это явление, обусловленное зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, то же самое, зависимость фазовой скорости света в веществе от длины волны (или частоты).)

Устройство Монохроматор состоит из следующих основных частей и узлов: входная спектральная щель, коллиматорный объектив, диспергирующий элемент (призма или дифракционная решётка), фокусирующий объектив и выходная спектральная щель, которая выделяет излучение, принадлежащее узкому интервалу длин волн. Возможность сканирования спектра (выбора нужного спектрального диапазона) обеспечивается путем поворота диспергирующего элемента. Для обеспечения точности поворот осуществляется с помощью специального передаточного механизма, управление последним в различных моделях может осуществляться вручную (последовательно перебирая необходимые длины волн) или автоматически (с помощью готового или собственного программного обеспечения). Также существуют двойные монохроматоры, представляющие из себя последовательно сочленённые монохроматоры, в которых излучение из выходной щели первого монохроматора направляется во входную щель второго.

Применение: Прибор предназначен для комплектования аналитической и исследовательской аппаратуры, работающей в ультрафиолетовом и видимом спектральных диапазонах. Используется в двух вариантах: как устройство спектральной селекции при анализе интенсивности входящего излучения и/или как перестраиваемый узкополосный фильтр для широкополосных источников. Монохроматор оптимально подходит для анализа 3,4-Бензпирена в различных объектах окружающей среды методом крио-люминесцентной спектроскопии, основанной на эффекте Шпольского. Оптимально подходит для комплектования исследовательских и аналитических установок, когда необходимо проводить измерения слабой люминесценции исследуемых объектов на фоне интенсивных мешающих засветок от ярких узкополосных источников света (например, лазеров).

7. Просветле́ние о́птики — это нанесение на поверхность линз, граничащих с воздухом, тончайшей плёнки или нескольких плёнок одна поверх другой. Это необходимо для увеличения светопропускания оптической системыПоказатель преломления таких плёнок меньше показателя преломления стёкол линз. Просветляющие плёнки уменьшают светорассеяние и отражение падающего света от поверхности оптического элемента, соответственно улучшая светопропускание системы и контраст оптического изображения. Просветлённый объектив требует бережного обращения, так как плёнки, нанесенные на поверхность линз, легко повредить. Кроме того, тончайшие пленки загрязнений (жир, масло) на поверхности просветляющего покрытия нарушают его работу и резко увеличивают отражение света от загрязненной поверхности. Следует помнить, что следы пальцев со временем разрушают не только просветление, но и поверхность самого стекла. По методике нанесения и составу просветляющего покрытия просветление бывает физическим (напыление) и химическим (травление). Просветление оптики основано на интерференции. На поверхность оптического стекла, например линзы, наносят тонкую пленку с показателем преломления, меньшим показателя преломления стекла

8. Дифракцией называется любое отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики. Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн задает положение волнового фронта в следующий момент времени. Пусть плоская волна нормально падает на отверстие в непрозрачном экране. Согласно Гюйгенсу, каждая точка выделяемого отверстием участка волнового фронта служит источником вторичных волн (в однородной изотропной среде они сферические). Построив огибающую вторичных волн для некоторого момента времени, видим, что фронт волны заходит в область геометрической тени, т. е. волна огибает края отверстия. Применение: в спектральных приборах для получения монохроматического света (спектрофотометр), в качестве оптических датчиков, в помещениях, поляризаторов, созд. Антибликовых очков.

9.Зоны Френеля  участки, на которые можно разбить поверхность световой (или звуковой) волны для вычисления результатов дифракции света (или звука).

Формула расчета радиуса м-зоны френеля где L-расстояние от экрана,, лямбда- длина волны R- радиус

10. Зонная пластинка — плоскопараллельная стеклянная пластинка с выгравированными концентрическими окружностями, радиус которых совпадает с радиусами зон Френеля. Зонная пластинка«выключает» чётные либо нечётные зоны Френеля, чем исключает взаимную интерференцию (погашение) от соседних зон, что приводит к увеличению освещённости точки наблюдения. Таким образом зонная пластинка действует как собирающая линза. Также зонная пластинка представляет собой простейшую голограмму — голограмму точки.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]