Законы геометрической оптики (основные законы поведения света, в виде светового луча). Интерференция на оптическом клине (пластинка переменной толщины). Поглощение света. Закон Бугера

Предельный угол – весь падающий свет полностью отражается (имеет место только при падении света из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную).

№11 Интерференция на оптическом клине (пластинка переменной толщины).

Угол клина может быть менее 1 градуса до 3-5 градусов (т.е. угол мал)

Для расчета разности хода в двух точках клина, ф-лы для пластинки (плёнки), учитывается толщина клина в месте падения луча (d) – ПОЛОСЫ РАВНОЙ ТОЛЩИНЫ (т.е. интерференционные полосы  возникающие от мест одинаковой толщины).

Точка A является изображением точки B (так же с точкой A’) т.е. на экране возникает система интерференционных полос. Каждая из полос появляется при отражении от мест пластинки, имеющих одинаковую толщину.

Линии равного наклона

Рассмотрим теперь задачу об отражении световой волны от плоскопараллельной пластины (“тонкой пленке”). Часть света отражается от верхней поверхности пластины (“первая волна”), часть проникает внутрь ее. После отражения проникшей в толщу пластины волны от нижней ее поверхности и преломления на верхней поверхности (“вторая волна”) две эти волны будут распространяться в одном направлении.

№17 Дифракция света на круглом отверстии :

r_m= – радиус внешней границы m-ой зоны Френеля.

m= (r_m²\λ)*(1\a+1\b) – кол-во зон в данном отверстии.

A= A₁ -A₂ +A₃ -A₄ …

A=A₁\2 ± A_m\2– Амплитуда результирующего колебания(«+»: нечётные зоны m и «-»: чётным m)

m-чётное : в центре тёмное пятно, иначе светлое

Дифракция света на круглом диске :

Пусть диск перекрывает m первых зон Френеля, тогда :

A= Am₊₁ –A_m+2 +A_m+3 - …= Am₊₁\2 + (Am₊₁\2 –A_m+2 + +A_m+3\2)+ …

А=А_m+1\2 – Амплитуда результирующих колебаний в т.В

Т.к. выражения, стоящие в скобках, равны нуля.                                                     Следовательно, в т.B всегда наблюдается интерференционный максимум (светлое пятно), соответствующей половине действия первой открытой зоны Френеля.

Центральный максимум окружён концентрическими с ним тёмными и светлыми кольцами, а интенсивность максимумов убывает с расстоянием от центра картинки.

№23 Понятие о голографе :

Голография – особый способ записи и последующего восстановления волнового поля, основанный на регистрации интерференционной картины.

Для регистрации фазовой и амплитудной информации кроме волны, идущей от предмета (предметная волна), используют ещё когерентную с ней волну, идущую от источника света (опорная волна).

Идея голографирования : Фотографируется распределение интенсивности в интерференционной картине, возникающее при суперпозиции волнового поля объекта и когерентной ему опорной волны известной фазы. Последующая дифракция света на зарегистрированном распределении почернений в фотослое восстанавливает волновое поле объекта и допускает изучение этого поля при отсутствии объекта.

Лазерный пучок делится на 2 части, причём одна часть   отражается зеркалом на фотопластинку (опорная волна), а другая попадает на фотопластинку, отразившись от предмета (предметная волна). Опорная и предметная волны, являясь когерентными и накладываясь друг на друга, образуют на фотопластинке интерференционную картину. После проявления фотопластинки получается  

голограмма –                        зарегистрированная на фотопластинке интерференционная картина, образованная при сложении опорной и предметной волн.

Для восстановления изображения (рис.2) голограмма помещается в то же самое место, где она находилась до регистрации. Её освещают опорным пучком того же лазера (вторая часть лазерного пучка перекрывается диафрагмой). В результате дифракции света на интерференционной структуре голограммы восстанавливается копия предметной волны, образующая объёмное мнимое изображение предмета, расположенное в том месте, где предмет находился при голографировании. Кроме того восстанавливается ещё действительное изображение предмета, имеющий обратный рельеф (т.е. выпуклости заменяются вогнутостями).

№29 Поляризация света. Анализ поляризованного света.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов.

Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора Е и Н называется естественным.

Свет, в котором направление колебаний светового вектора каким-то образом упорядочены, называется поляризованным.

Если в результате каких-либо внешних воздействий появляется преимущественное направление колебаний вектора Е, то это частично поляризованный свет.

Свет, в котором вектор Е и Н колеблется только в одном направлении, перпендикулярном лучу, называется плоскополяризованным (линейная поляризация).

Плоскость поляризации : плоскость проходящая через направление колебаний светового вектора плоскополяризованной волны и направление и направление распространения этой волны.

Эллиптически поляризованный свет : свет для которого вектор Е (вектор Н) изменяются со временем так, что его конец описывает эллипс, лежащий в плоскости, перпендикулярной лучу.

Степень поляризации : P=(I_max – I_min)\(I_max+I_min), где min и max интенсивность частично поляризованного света. Для естественного света : I_max =I_min и P=0; Для плоскополяризованного I_min=0 и P=1;

Анализ поляризованного света :

Если в пластинке λ\2 или λ\4, то между О и Eлучами возникает