Методичні матеріали до уроку фізики "Інтерференція та дифракція світла" 11 клас

Інтерференція й дифракція електромагнітних хвиль

Світло як електромагнітна хвиля. Електромагнітні хвилі є поперечними Швидкість електромагнітної хвилі у вакуумі

Властивості електромагнітних хвиль Інтерференція Дифракція Відбивання Заломлення Поляризація

Коли світло проходить через скляну призму, воно розкладається на сім кольорів: Червоний, жовтогарячий, жовтий, зелений, блакитний, синій і фіолетовий, які складають спектр. Спектр – різнокольорова полоска з переходом кольорів від червоного до фіолетового.

Характеристики Інтерференція світла Дифракція світла Визначення Фізичні умови В яких явищах проявляється Використання

Інтерференція хвиль Явище накладання двох (або більше) когерентних хвиль у різних точках простору, при якому відбувається підсилення або послаблення результуючої хвилі залежно від співвідношення між фазами цих хвиль Умови когерентності хвиль: стала частота; стала різниця фаз.

Інтерференція хвиль Умова максимуму Умова мінімуму максимальною, якщо різниця ходу двох когерентних хвиль, які збуджують коливання в цій точці, дорівнює цілому числу хвиль: мінімальною, якщо різниця ходу двох когерентних хвиль дорівнює непарному числу півхвиль: Амплітуда коливань середовища в даній точці буде

Інтерференція світла 1802 р. Т. Юнг спостерігав інтерференцію світла. Внаслідок інтерференції енергія перерозподіляється в просторі. max: енергія концентрується. min: енергія не надходить. Інтерференційна картина- стійкий у часі перерозподіл амплітуд коливань.

Принцип Гюйгенса Хвильова поверхня-поверхня дотична до всіх вторинних хвиль Принцип Гюйгенса: кожна точка, до якої дійшло збурення , сама стає джерелом вторинних хвиль

Дифракція хвиль Відхилення від прямолінійного поширення хвиль, огинання перешкод. Проявляється у випадках, коли розміри предмета досить малі порівняно з довжиною хвилі

Кільця Ньютона Промені 1 і 2 когерентні, оскільки вони виходять з одного джерела світла і під час накладання інтерферують. Результат інтерференції визначається різницею ходу цих променів.

Кільця Ньютона Утворення кілець між скляними пластинами Кільця Ньютона у монохроматичому світлі

Інтерференція в тонких плівках Кольорове забарвлення мильного розчину пояснюється тим, що при падінні світла на плівку воно відбиватиметься від передньої і задньої поверхонь цієї плівки.

Дифракційна решітка Сукупність багатьох дуже вузьких щилин, розділених непрозорими проміжками. Стала ( період) дифракційної решітки d=a +b Формула дифракційної решітки dsinφ=kλ λ=dh kl

Спостереження дифракції світла

Чим відрізняються спектри? Під час інтерференції спектр неперервний. Під час дифракції хвиль спектр має центральний максимум від якого розташовані спектри 1,2,3… порядків.

Практичне використання інтерференції світла За допомогою явища інтерференції світла можна виконувати такі дії: точно визначати довжини світлових хвиль; здійснювати точні вимірювання лінійних розмірів; контролювати якість шліфування і полірування поверхонь; просвітлення оптики тощо.

Інтерференція світла у разі відби­вання від тонких плівок лежить в основі просвітлення оптики. Проходження світла крізь кожну заломлюючу поверхню лінзи супроводжується відбиванням приблизно 4 % падаючо­го світла. Для усунення відбивання світла на кожну вільну поверх­ню лінзи наноситься тонка плівка речовини з по­казником заломлення іншим, ніж у лінзи. Просвітлення оптики

Залежність форми інтерфе­ренційних смуг від товщини тонких прозорих плівок вико­ристовується для контролю якості шліфування і полірування поверхонь. Якщо на поверхню досліджуваного виробу В накласти добре відполіровану скляну пластинку-шаблон А, то між цією поверхнею і нижньою поверхнею шаблона утворюється тонка повітряна плівка, в якій можна спостерігати інтерференційну картину. Интерферометр Майкельсона- прилад за допомогою якого визначили швидкість світла Контроль якості шліфування і полірування поверхонь

Застосування дифракції світла В медицині; В техніці; В косметології; В астрономії;

Спектральний аналіз Спектральний аналіз - визначення хімічних елементів у речовині за допомогою лінійного спектру. Оптичний лінійний емісіонний спектр азоту

Спектри у зірках Спектральна класифікація зірок слугує багатьом задачам зіркової астрономії. Якісний опис спектра дозволяє оцінити важливу астрофізичну характеристику зірки: ефективність температури її поверхні яскравість хімічний склад

Характеристики Інтерференція світла Дифракція світла Визначення Явище накладання двох (або більше) когерентних хвиль у різних точках простору Відхилення від прямолінійного поширення хвиль, огинання перешкод Фізичні умови Умова максимуму Умова мінімуму Розміри предмета досить малі порівняно з довжиною хвилі В яких явищах проявляється Кільця Ньютона, в тонких плівках Дифракційна решітка, дифракція через капроновий лоскут Використання точно визначати довжини світлових хвиль; здійснювати точні вимірювання лінійних розмірів; контролювати якість шліфування і полірування поверхонь; просвітлення оптики тощо. В медицині; В техніці; В косметології; В астрономії