Interferențe și difracție. Inele de Newton. Unghiul de difracție, funcția de împrăștiere a punctului
Interferența luminii - redistribuirea intensității luminii ca urmare a impunerii mai multor valuri de lumină. Acest fenomen este însoțit de alternanța în spațiu în intensitățile max și min.
Fenomenul este observat într-un strat subțire de lichide, în bule de sapun, pe benzină, pe aripile unui fluture.
Inele lui Newton - inel interferență max și min, care apare în jurul atingerea punctului de lentile convexe ușor curbate și o placă-plan paralel când lumina trece prin lentile și o placă. Se întâmplă între suprafețele dintre care unul este plat, iar celălalt are o rază mare de curbură. Newton, examinându-i în lumină albă și monocromă, a constatat că raza de curbură a inelelor crește cu lungimea de undă în creștere.
Difracția luminii este un fenomen de abatere de la direcția rectilinie a propagării atunci când treceți în apropierea obstacolelor. În cazul în care calea razei de lumină paralele este cel mai mare obstacol de pe ecran, situat pe o distanță suficient de mare, se pare - modelul de difracție - un sistem de inele alternativ de lumină.
Funcția de dispersie a punctului - descrie dependența distribuției iluminării de coordonatele din planul imaginii, dacă obiectul este un punct luminos în zona reprezentată.
Interferența valurilor
Este fenomenul de impunere coerentă a undelor
- valuri de orice natură (mecanice, electromagnetice etc.).
Valurile coerente sunt valurile emise de surse având aceeași frecvență și o diferență constantă de fază.
Atunci când undele coerente sunt suprapuse în orice punct al spațiului, amplitudinea oscilațiilor (deplasărilor) acestui punct va depinde de diferența dintre distanțele dintre surse și punctul considerat. Această diferență de distanță este numită diferența de cale.
Atunci când se suprapune valuri coerente, sunt posibile două cazuri limitative:
Condiția maximă:
Diferența în cursul valurilor este egală cu un număr întreg de lungimi de undă (altfel un număr par de lungimi de jumătate de undă).
În acest caz, valurile în punctul luat în considerare au aceleași faze și se amplifică reciproc - amplitudinea oscilațiilor acestui punct este maximă și egală cu dublul amplitudinii.
Diferența în cursul valurilor este egală cu un număr impar de lungimi de jumătate de undă.
Valurile ajung la punctul în cauză în opoziție de fază și se sting reciproc.
Amplitudinea oscilațiilor unui punct dat este zero.
Ca urmare a suprapunerii undelor coerente (interferența undelor) se formează un model de interferență.
- modelul de interferență a suprapunerii undelor mecanice coerente pe apă
Cu interferențele de undă, amplitudinea oscilațiilor fiecărui punct nu se schimbă odată cu timpul și rămâne constantă.
Când există valuri incoerente, nu există niciun model de interferență, deoarece Amplitudinea oscilațiilor fiecărui punct variază în funcție de timp.
Interferența luminii 1802g. Fizicianul englez Thomas Young a prezentat un experiment în care s-a observat interferența luminii. Experiența lui Thomas Young
De la o sursă printr-un decalaj A format două fascicule de lumină (prin fantele B și C), grinzi mai ușoare cad pe ecranul E. Ca wons din fantele B și C sunt coerente, ecranul poate fi observat model de interferență: lumina alternativ și benzi întunecate .
Lămpile de lumină - undele s-au întărit (se observă condiția maximă).
Zonele întunecate - undele se formează în antifază și se sting reciproc (condiția minimă).
Dacă în experimentul lui Young a fost folosită o sursă de lumină monocromatică (cu o lungime de undă), numai benzi ușoare și întunecate de această culoare au fost observate pe ecran.
Dacă sursa a dat lumină albă (adică complexă în compoziție), apoi pe ecran în zona benzilor luminoase s-au observat benzi de curcubeu. Iridescența a fost explicată de faptul că condițiile maximelor și minime depind de lungimile de undă.
Interferența în filmele subțiri
Fenomenul de interferență poate fi observat, de exemplu:
- pete irizante pe suprafața lichidului când se varsă uleiul, kerosenul, în bule de săpun;
Grosimea filmului trebuie să fie mai mare decât lungimea undei luminoase.
Când lumina monocromatica intră (cel mai simplu caz) pe un film subțire de lumina reflectată de suprafața exterioară a filmului, pe de altă parte a luminii care trece prin film, reflectată de suprafața interioară.
Cand injectat in ochi pe retina apare superpoziție (adăugare) a două valuri coerente și un model (dungi) interferență ca rezultat al amplificării și atenuarea undelor. În cazul luminii albe, modelul de interferență va fi irizat.
În timpul experimentului său, Jung a fost primul care a măsurat lungimea unui val de lumină.
Ca rezultat al experimentului, Jung a demonstrat că lumina posedă proprietăți de undă.
Aplicarea interferențelor:
- interferometre - dispozitive pentru măsurarea lungimii unui val de lumină
- optică de iluminare (în instrumente optice atunci când lumina trece prin lentile pierderea de lumină până la 50%) - toate componentele din sticlă este acoperită cu o peliculă subțire care are un indice de refracție ușor mai mică decât cea a sticlei; redimensionate interferențe maxime și minimă și pierderile de lumină sunt reduse.
Trimiteți-le prietenilor: