Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему ОПТИКА

Содержание

Электромагнитные волныШкала электромагнитных волнСветом называют часть электромагнитного излучения, воспринимаемую человеческим глазом (400 -780 нм).
Всем микрообъектам одновременно присущи корпускулярные и волновые характеристики. Это универсальное свойство природы Электромагнитные волныШкала электромагнитных волнСветом называют часть электромагнитного излучения, воспринимаемую человеческим глазом (400 -780 нм). ОптикаТ.к. Е и Н однозначно связаны, то можно рассматривать один из нихE Оптика- Показатель преломленияУчитываяиполучаемТ.к. для веществ прозрачных в оптическом диапазоне μ = 1 ОптикаДисперсия светаКоэффициент преломления любого материала в той или иной степени зависит от Дисперсия светаdn/ d λ – численно характеризует зависимость и называется дисперсиейНормальнаяаномальнаяdn / Преломление и отражение светаn1n2α1α2Угол падения = углу отраженияsin α1/ sin α2 =n2/n1 ≡ n Преломление и отражение светаСуммарная энергия отраженного и преломленного луча в точности равна Преломление и отражение светаПри переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную n2  Поглощение светаIdlI-dIdI = -k I dl   илиk – коэффициент поглощенияЗакон Поглощение света   Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном Рассеяние светаЗакон Релея - I~ ω4  или I~ 1/ λ4 ИнтерференцияСогласно принципу суперпозиции напряженность результирующего поля равна : В эксперименте, как правило, Интерференция 	 Если разность фаз δ взаимодействующих волн со временем не изменяется, Интерференция Интерференция   Интерференция волн заключается в пространственном перераспределении интенсивности результирующей волны Интерференция   В случае некогерентных волн, когда разность фаз δ = Интерференция  Когерентные волны можно получить, разделив (при помощи преломления или отражения) Интерференция Пусть разделение волны происходит в точке О, а встречаются волны в Интерференция  Явление интерференции можно наблюдать при освещении тонких прозрачных пленок, когда Интерференция «полосы равного наклона». При d = const (плоскопараллельная пластина) разность хода ИнтерференцияКольца Ньютона ДифракцияОтклонение света от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями (например, у Дифракция ДифракцияДифракция приводит к огибанию световыми волнами препятствий и частичному проникновению света в ДифракцияДифракция на щелиКаждая элементарная зона создаст в точке Р элементарное колебание напряженности b sinϕ = ± kλ ДифракцияВыражение в квадратных скобках – ДифракцияИсключением является случай ϕ = 0 (k=0), для этого угла А(ϕ )=А0 Дифракция на дифракционной решеткеДифракцияДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА - это оптическое устройство, представляющее собой совокупность Дифракция на дифракционной решетке Дифракциядифракционная решеткаЧтобы определить амплитуду результирующего колебания, необходимо вычислить сумму N колебаний с дифракционная решетка Если d sinϕ = ± kλ, k = 0,1,2,... То дифракционная решеткаМежду вторичными минимумами располагаются вторичные максимумы, число которых равно N − дифракционная решеткаРазрешающая способность спектрального прибора характеризует его возможность разделить излучения с близкими ДифракцияДифракция на дифракционной решетке Дифракция на дифракционной решеткеДисперсия оптического прибораУгловая – Dϕ=δφ /δλ ≈ k/ dЛинейная Дифракция на дифракционной решеткеДифракция
Слайды презентации

Слайд 2 Электромагнитные волны
Шкала электромагнитных волн
Светом называют часть электромагнитного излучения,

Электромагнитные волныШкала электромагнитных волнСветом называют часть электромагнитного излучения, воспринимаемую человеческим глазом (400 -780 нм).

воспринимаемую человеческим глазом (400 -780 нм).


Слайд 3 Оптика
Т.к. Е и Н однозначно связаны, то можно

ОптикаТ.к. Е и Н однозначно связаны, то можно рассматривать один из

рассматривать один из них
E =А sin(ωt – kx +

α)

А - модуль амплитуды

Интенсивность света

Интенсивностью называют модуль среднего значения плотности потока энергии
I = II = I<[EH]>I ~ nA2


Слайд 4 Оптика
- Показатель преломления
Учитывая
и
получаем


Т.к. для веществ прозрачных в оптическом

Оптика- Показатель преломленияУчитываяиполучаемТ.к. для веществ прозрачных в оптическом диапазоне μ =

диапазоне μ = 1
Совокупность явлений обусловленных зависимостью показателя

преломления от длины волны (от частоты) называют дисперсией.

Показатель преломления характеризует оптическую плотность среды


Слайд 5 Оптика
Дисперсия света
Коэффициент преломления любого материала в той или

ОптикаДисперсия светаКоэффициент преломления любого материала в той или иной степени зависит

иной степени зависит от длины волны света.
Это свойство,

называется дисперсией.

Дисперсия может быть использована для того, чтобы разложить свет на спектральные составляющие.
Одним из устройств, используемых для этих целей, является стеклянная призма.


Слайд 6

Дисперсия света
dn/ d λ – численно характеризует зависимость

Дисперсия светаdn/ d λ – численно характеризует зависимость и называется дисперсиейНормальнаяаномальнаяdn

и называется дисперсией
Нормальная
аномальная
dn / d λ < 0 -

нормальная дисперсия
dn / d λ > 0 – аномальная дисперсия

Слайд 7 Преломление и отражение света
n1
n2



α1
α2
Угол падения = углу отражения
sin

Преломление и отражение светаn1n2α1α2Угол падения = углу отраженияsin α1/ sin α2 =n2/n1 ≡ n

α1/ sin α2 =n2/n1 ≡ n


Слайд 8 Преломление и отражение света
Суммарная энергия отраженного и преломленного

Преломление и отражение светаСуммарная энергия отраженного и преломленного луча в точности

луча в точности равна энергии падающего луча,
но соотношение

интенсивностей этих лучей будет зависеть
от разницы показателей преломления сред,
от угла падения

При нормальном падении луча:


Слайд 9 Преломление и отражение света
При переходе света из оптически

Преломление и отражение светаПри переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную n2 

более плотной среды в оптически менее плотную n2 

из стекла в воздух) можно наблюдать явление полного отражения, то есть исчезновение преломленного луча. Это явление наблюдается при углах падения, превышающих некоторый критический угол αпр, который называется предельным углом полного внутреннего отражения
Для угла падения α = αпр  sin β = 1 sin αпр = n2 / n1 

Слайд 10 Поглощение света

I
dl
I-dI
dI = -k I dl

Поглощение светаIdlI-dIdI = -k I dl  илиk – коэффициент поглощенияЗакон

или

k – коэффициент поглощения

Закон Бугера

Закон Бугера- Ламберта-Бера,
ε –коэффициент экстинкции,
с-

концентрация

Коэффициент поглощения – зависит от длины волны.


Слайд 11 Поглощение света
Линейчатые спектры дают все

Поглощение света  Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном

вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. В

этом случае свет поглощают атомы, которые практически не взаимодействуют друг с другом.
     Изолированные атомы поглощают строго определенные длины волн.

Молекулярные спектры поглощения - сплошные

Витамин А Хлорофил


Слайд 12 Рассеяние света
Закон Релея - I~ ω4 или

Рассеяние светаЗакон Релея - I~ ω4 или I~ 1/ λ4

I~ 1/ λ4






Слайд 13 Интерференция


Согласно принципу суперпозиции напряженность результирующего поля равна :

ИнтерференцияСогласно принципу суперпозиции напряженность результирующего поля равна : В эксперименте, как


В эксперименте, как правило, регистрируется интенсивность световой волны −

I, которая для плоской или сферической волн пропорциональна E2. Можно показать, что



Допустим, что в какой-либо точке пространства происходит сложение двух колебаний одинаковой частоты ω, вызванных прохождением двух волн :



δ = α1 – α2


Слайд 14 Интерференция
Если разность фаз δ взаимодействующих волн

Интерференция 	 Если разность фаз δ взаимодействующих волн со временем не

со временем не изменяется, то в тех точках, для

которых
cosδ >0, I >I1 + I2
cosδ <0, I < I1 + I2
Произойдет перераспределение светового потока в пространстве, в результате чего в одних местах возникнут максимумы освещенности, в других - минимумы.

Слайд 15 Интерференция

Интерференция

Слайд 16 Интерференция
Интерференция волн заключается в пространственном

Интерференция  Интерференция волн заключается в пространственном перераспределении интенсивности результирующей волны

перераспределении интенсивности результирующей волны в зависимости от поведения во

времени амплитуд, фаз, частот, направлений поляризации интерферирующих волн.

Необходимым условием существования устойчивой во времени интерференционной картины является согласованное протекание колебательных процессов в накладывающихся волнах.
Для этого необходимо, чтобы эти волны были одинаковой частоты (ω1= ω2) и чтобы разность фаз для каждой точки была постоянной (δ =const)..
Такие волны называют когерентными

Слайд 17 Интерференция





В случае некогерентных волн, когда разность

Интерференция  В случае некогерентных волн, когда разность фаз δ =

фаз δ = α1 − α2., принимает с равной

вероятностью любые значения, среднее значение cosδ будет равно нулю, интерференционный член будет отсутствовать а результирующая интенсивность равна обычной сумме I = I1 + I2,

Наиболее отчетливо интерференция проявляется, когда две волны имеют одинаковую поляризацию, а их интенсивности равны I1 = I2 тогда интенсивность света будет равна
в максимумах учетверенной исходной I = 4×I1,
а в минимумах I = 0


Слайд 18
Интерференция
Когерентные волны можно получить, разделив (при

Интерференция Когерентные волны можно получить, разделив (при помощи преломления или отражения)

помощи преломления или отражения) волну, излучаемую одним точечным источником.



Если эти волны пройдут различные оптические пути, то при их последующем наложении будет наблюдаться интерференционная картина.



Слайд 19 Интерференция
Пусть разделение волны происходит в точке О, а

Интерференция Пусть разделение волны происходит в точке О, а встречаются волны

встречаются волны в точке Р
Волна 1 проходит в

среде с показателем преломления n1 путь S1, а волна 2 − в среде с n2 − путь S2, тогда разность фаз δ колебаний волн 1 и 2 в точке Р будет равна


Величина Δ = (n2S2 − n1S1 ) называется оптической разностью хода.

Δ = ± m λ, (m = 0,1,2) максимум


минимум


Слайд 20 Интерференция
Явление интерференции можно наблюдать при освещении

Интерференция Явление интерференции можно наблюдать при освещении тонких прозрачных пленок, когда

тонких прозрачных пленок, когда разделение световой волны на два

когерентных пучка происходит вследствие отражения света от двух поверхностей пленки. В результате такого отражения возникают когерентные световые волны, которые при наложении дают локализованные интерференционные картины. Место локализации зависит от формы пленок, условий наблюдения и освещения.





r


i


Слайд 21 Интерференция


«полосы равного наклона».
При d = const

Интерференция «полосы равного наклона». При d = const (плоскопараллельная пластина) разность

(плоскопараллельная пластина) разность хода определяется только углом падения
«полосы

равной толщины»
пластина имеет форму тонкого клина (d ≠ const) и освещается параллельным пучком света(i = const) разность хода зависит от толщины пластины в том или ином ее месте

Слайд 22 Интерференция
Кольца Ньютона

ИнтерференцияКольца Ньютона

Слайд 23 Дифракция
Отклонение света от прямолинейного распространения в среде с

ДифракцияОтклонение света от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями (например,

резкими неоднородностями (например, у границ тел, у малых отверстий)

называется ДИФРАКЦИЕЙ

Слайд 24


Дифракция

Дифракция

Слайд 25
Дифракция
Дифракция приводит к огибанию световыми волнами препятствий и

ДифракцияДифракция приводит к огибанию световыми волнами препятствий и частичному проникновению света

частичному проникновению света в область геометрической тени.
Для объяснения

явления дифракции пользуются принципом Гюйгенса,

В случае неограниченной волновой поверхности вторичные волны для любого направления (кроме прямолинейного) в результате интерференции гасят друг друга, так как для каждого элемента волновой поверхности всегда найдется такой же по площади элемент, вторичная волна от которого по данному направлению отстает на λ/2, то есть создает колебание, происходящее в противофазе по сравнению с первым колебанием. Если же волновая поверхность частично ограничена, то вторичные волны, излучаемые в определенных направлениях элементами открытого участка, не гасятся.

Природа явлений интерференции и дифракции одинакова.
Оба явления заключаются в
перераспределении светового потока в результате суперпозиции волн.


Слайд 26
Дифракция
Дифракция на щели

Каждая элементарная зона создаст в точке

ДифракцияДифракция на щелиКаждая элементарная зона создаст в точке Р элементарное колебание

Р элементарное колебание напряженности электрического поля dE. Амплитуда dA

пропорциональна dx (dA=c dx). Сумма амплитуд колебаний, возбуждаемых всеми зонами в некоторой точке Р равна:

b - ширина щели

Разность фаз между колебаниями, создаваемыми отдельными зонами образуется на пути Δ =x sinϕ

следовательно с=A/b, и dA= A/b dx.

фаза колебания, создаваемого зоной с координатой x, равна: δ = 2πΔ/λ = 2π x sinϕ /λ.



Слайд 27 b sinϕ = ± kλ
Дифракция

Выражение

b sinϕ = ± kλ ДифракцияВыражение в квадратных скобках –

в квадратных скобках – амплитуда. ( I ~A2

)

I(ϕ ) обращается в ноль, когда



Слайд 28

Дифракция
Исключением является случай ϕ = 0 (k=0), для

ДифракцияИсключением является случай ϕ = 0 (k=0), для этого угла А(ϕ

этого угла А(ϕ )=А0 и
I(ϕ )=I0, так как

lim(sinϕ /ϕ) =1.

Это значит, что в фокусе линзы наблюдается главный или "нулевой" максимум интенсивности.

Положение максимумов определяется условием
b sinϕ = ±(2k+1) λ/2.
Число k называют порядком максимума.

I1 : I2 : I3 = 1 : (2/ 3π)2 : (2/ 5π)2 = 1: 0,045: 0,016


Слайд 29 Дифракция на дифракционной решетке
Дифракция
ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА - это оптическое

Дифракция на дифракционной решеткеДифракцияДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА - это оптическое устройство, представляющее собой

устройство, представляющее собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов.
Расстояние

между соответствующими точками соседних щелей называется периодом решетки d.

Угол, определяющий положение главных максимумов в фокальной плоскости линзы, определяется из условия интерференционного усиления вторичных волн от соседних щелей.
Разность хода должна быть равна целому числу длин волн

d sinϕ = kλ, k = 0, 1, 2,…


Слайд 30 Дифракция на дифракционной решетке

Дифракция на дифракционной решетке

Слайд 31 Дифракция
дифракционная решетка
Чтобы определить амплитуду результирующего колебания, необходимо вычислить

Дифракциядифракционная решеткаЧтобы определить амплитуду результирующего колебания, необходимо вычислить сумму N колебаний

сумму N колебаний с одинаковой амплитудой Аϕ и сдвинутых

друг относительно друга по фазе на одну и ту же величину δ.



Разность хода Δ от эквивалентных точек соседних щелей Δ = d sinϕ , тогда разность фаз
δ = 2πΔ/λ = 2 π d sinϕ /λ



Слайд 32 дифракционная решетка
Если d sinϕ = ± kλ,

дифракционная решетка Если d sinϕ = ± kλ, k = 0,1,2,...

k = 0,1,2,..
. То отношение квадратов синусов принимает значение

N2

Число k называется порядком главных максимумов

Между каждой смежной парой главных максимумов образуется (N - 1) вторичных минимумов, возникающих в тех направлениях, для которых колебания от отдельных щелей взаимно погашают друг друга.
Условие минимума
d sinϕ = ± λ



Слайд 33 дифракционная решетка
Между вторичными минимумами располагаются вторичные максимумы, число

дифракционная решеткаМежду вторичными минимумами располагаются вторичные максимумы, число которых равно N

которых равно N − 2. Интенсивность вторичных максимумов не

превышает 1/23 (4%) от интенсивности ближайшего главного максимума

Распределение интенсивности от 4 щелей (N = 4), для которых отношение d/b =3.

Положение главных максимумов определяется постоянной решетки d и длиной волны λ.


Слайд 34 дифракционная решетка
Разрешающая способность спектрального прибора характеризует его возможность

дифракционная решеткаРазрешающая способность спектрального прибора характеризует его возможность разделить излучения с

разделить излучения с близкими длинами волн. Мерой разрешающей способности

принято считать отношение длины волны λ, около которой выполняется измерение к интервалу Δλ между двумя ближайшими в спектре разрешенными линиями.

Разрешающая способность

Критерий Рэлея – центральный максимум одной линии совпадает с первым минимумом второй
R = kN - то есть определяется числом штрихов N


Слайд 35
Дифракция
Дифракция на дифракционной решетке

ДифракцияДифракция на дифракционной решетке

Слайд 36 Дифракция на дифракционной решетке
Дисперсия оптического прибора
Угловая – Dϕ=δφ

Дифракция на дифракционной решеткеДисперсия оптического прибораУгловая – Dϕ=δφ /δλ ≈ k/

/δλ ≈ k/ d
Линейная – D= δl /δλ =

f Dϕ
Дисперсия определяется периодом решетки d
Разрешающая способность -числом штрихов N


1

2

3

N1=N2
d1=2d2
d2=d3
N2=2N3

N1, d1

N2, d2

N3, d3


Слайд 37 Дифракция на дифракционной решетке
Дифракция

Дифракция на дифракционной решеткеДифракция

  • Имя файла: optika.pptx
  • Количество просмотров: 131
  • Количество скачиваний: 0