Оптика. Учение о свете. Квантовые свойства света. Способы получения когерентных волн. Поляризация света, страница 2

Вторичные волны являются когерентными, т.к. получены путем разделения волны от одного источника на несколько волн.

По принципу Гюйгенса-Френеля:

1). Действие реального источника света заменяется действием мнимых когерентных источников, которыми каждая точка фронта волны.

2). Результат интенсивности света в любой точке дифракционной картины является результатом взаимной интерференционной вторичных волн, идущих от мнимых когерентных источников.

Вид фронта волны определяет тип волны (в данном случае волна называется сферической).

Дифракция сферических волн называется дифракцией Фринелся (не разбираем).

Пример 2.

Дифракция Фраунгофера (дифракция плоских волн)

Дифракция на щели.

АВ=а () Т.к. по принципу Гюйгенса: каждая точка фронта волн (плоскости цели) является мнимым источником вторичного излучения, и таких точек - бесконечное количество, - то подсчет результата интерференции в этом случае становится статистической задачей. Чтобы задача была решаема, нужно сделать количество мнимых источников конечным. Для этой цели используется методика «зон Френеля»: плоскость щели разбивается на ряд узких полосок, ширина () которых подбирается таким образом, чтобы волны от двух соседних зон приходили в противофазе, а потому взаимокомпенсировали бы друг друга.

Конечный результат интенсивности света в точке Р2 зависит от количества зон Френеля, которые укладываются на ширине щели АВ при данном угле дифракции : если число этих зон четное, то в точке Р2 будет максимум интенсивности света.

Количество зон Френеля определяется шириной участка ВС: если , то число зон четное, следовательно, минимальная интенсивность света. Если , то число зон нечетное, следовательно, максимальная интенсивность света.

- картина симметрична относительно точки Р0.

BC=ABsin

=asin - разность хода волн от зон Френеля.

Дифракционная решетка.

А1В1=А2В2=а;  В1А2=b

a+b=d (период решетки или шаг решетки)

- макс. главный; - миним.  -  Результат интерференции вторичных волн от соседних щелей.

Прежние условия максимума и минимума остаются, но к этим условиям добавляются новые:

Т.к. происходит интерференция волн от соседних щелей: если эти волны придут в одинаковой фазе, то будет максимум, в противофазе – минимум.

DC==dsin

- макс. главный

- добавочный миним.

Появление добавочных минимумов – максимумы становятся наиболее четкими.

Вопрос 1: сколько углов дифракции может быть? (любое или конечное)

; .  Итак: Если на решетку падает белый свет (4000-8000 А), то при одном и том же значении «к» угол дифракции «» для разных «» будет разным, т.е. дифракционная решетка выступает в роли спектрального прибора.

Число различных углов дифракции является конечным, т.к. .

Kmax значение соответствует

ВОПРОС 2: что представляет собой картина на экране в случае дифракционной решетки?

k=0- максимум нулевого порядка.

k=1- максимум первого порядка.

k=2- максимум второго порядка.

Число линий разного цвета будет разным. Больше число относится к линиям фиолетового цвета.

Поляризация света.

-время одного излучения атома (внутренний процесс). Рис.10.

1. Естественный свет представляет собой совокупность (электромагнитных) элементарных световых волн, излучаемых отдельными атомами источников света.

2. В силу хаотичности этих излучений (отдельными атомами) плоскость колебаний результирующего электрического вектора () с течением времени изменяется  в пространстве.

3. Поляризовать свет означает сортировку света по определенному единственному направлению вектора .

4. Делается это с помощью поляризаторов, которые делят световую волну на два потока, в которых  лежит в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Из поляризатора выходит та часть световой волны, в которой плоскость колебаний вектора Е совпадает с плоскостью пропускания поляризатора. Данная плоскость является таким же свойством поляризатора, как и другие его свойства (показатель преломления вещества, прозрачность, кристаллическая структура).

Схема получения поляризованного света. Рис.11.

Явления, лежащие в основе работы поляризатора.

1. Явление Брюстера. Рис.12.