Урок № 57-169. Интерференция света. Дифракция света. Линзы. Дефекты зрения. Очки.

Интерференция света - сложение в простран­стве двух и более волн, при котором наблюдается устойчивая во времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в разных точках пространства.

Когерентные волны - волны одинаковой частоты с постоянной разностью фаз (в природе нет когерентных источников света). Когерентные световые волны получают путем разделе­ния одного и того же пучка или при помощи лазеров

Для образования устойчивой интерференционной картины необходимо, чтобы источни­ки волн имели одинаковую частоту, и чтобы разность фаз их колебаний была постоянной. В зависимости от разности хода ∆d можно наблюдать интерференционный максимум или минимум

Условие интерференционного максимума ∆d=λn; минимума ∆d=(2n+1);

∆d — разность хода волн; λ — длина вол­ны; n=0,1,2,3,…и т.д.

1

2

3

1- Кольца Ньютона

2- Интерференция в тонких пленках

3 -Зеркала Френеля

Применение интерференции.

1. Приборы – интерферометры предназначены для точного измерения длин световых волн, для измерения показателя преломления газов и других веществ, имеются еще интерферометры специального назначения.

2. Проверка качества обработки по­верхностей.

3. Просветление оптики.

Дифракция света - явление огибания светом препятствий, размеры которых соизмеримы с длиной световой волны При прохождении света через малое круглое отверстие вокруг центрального светлого пятна на экране наблюда­ются чередующиеся темные и светлые пятна. Французс­кий физик Френель объяснил появление чередующихся светлых и темных колец или полос тем, что световые вол­ны, приходящие в результате дифракции из разных точек отверстия в одну точку экрана, интерферируют между со­бой.

Условия наблюдения:

- размеры препятствия должны быть соизмеримы с длиной све­товой волны (λ~ 10^-7 м)

- расстояние от препятствия до точки наблюдения должно быть гораздо больше размеров препятствия.

Дифракция света используется в спектральных приборах. Основной элемент этих приборов - дифракционная решетка — совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками.

а - ширина отражающей полосы, b - ширина пропускающей полосы, d = a+b - период решетки; φ — угол отклонения световых лучей от перпендикуляра к плоскости решетки; λ— длина волны падающего света; k = 0; 1; 2; ... и т. д. Если на решетку падает монохроматическая волна и за решеткой помещена собирающая линза, то на экране, параллельном дифракционной решетке и находящемся в фо­кальной плоскости линзы, лучи от всех щелей соберутся в одну полосу. Разность хода этих лучей dsinφ=kλ. Условие интерференционного максимума для каждой длины свето­вой волны выполняется при своем значении угла φ. Наи­больший угол φ — для красного света, наименьший — для фиолетового. С помощью дифракционной решетки можно проводить очень точные измерения длин волн.

Линза - прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями

Тонкая - линза, у которой толщина мала по сравнению с радиусами кривизны поверхности

Главная оптическая ось (О₁ О₂) — прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы

Побочная оптическая ось — любая прямая, проходящая через оптический центр

Оптический центр (О) — пересечение главной оптической оси с линзой

Фокус (F) — точка, в которой собираются после преломления все лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси (собирающая линза)

Мнимый фокус (F') — точка, в которой пересекаются продолжения всех преломленных лучей, падающих на линзу параллель­но главной оптической оси (рассеивающая линза)

Формула тонкой собирающей линзы

Рассмотрим подобие заштрихованных треугольников (то, что они подобны, очевидно). h - высота предмета,

Н - высота изображения, d -расстояние до линзы, f - расстояние от линзы до изображения.

Из подобия треугольника cследует, что = . Рассмотрим два других треугольника справа. Они тоже подобны: = ; т.е. += - это формула тонкой собирающей линзы.

Оптическая сила линзы: D= [дптр]; Увеличение: Г==

Построение изображений в линзах

Луч, проходящий через оптический центр, не преломляется

Луч, падающий параллельно главной оптической оси, после пре­ломления проходит через фокус (продолжение луча через мнимый фокус)

Луч, проходящий через фокус после преломления, идет параллельно главной оптической оси

прямое увеличенное мнимое

Изображение отсутствует, или же оно находится в бесконечности и бесконечно велико.

изображение действительно, перевернуто и увеличенное.

Изображение равно самому предмету перевернуто, действительно

изображение уменьшенное и по мере удаления предмета в левую сторону, будет уменьшаться и, в конечном счете, превратится в точку в фокусе.

Если линза рассеивающая, то во всех случаях изображение будет уменьшенное, мнимое, прямое

http://rusevents.pro/

1