Слайд 2
Двойственная природа света
Свет – электромагнитная волна.
Свет –
поток частиц (корпускул или квантов).
Принцип дополнительности Н. Бора.
Слайд 3
В 1927 году Бор сформулировал принципиальное положение квантовой механики –принцип
дополнительности, согласно которому получение экспериментальной информации об одних физических величинах,
описывающих микрообъект (элементарную частицу, атом, молекулу), неизбежно связано с потерей информации о некоторых других величинах, дополнительных к первым. Такими взаимно дополнительными величинами являются, например, координата частицы и ее импульс (или скорость), потенциальная и кинетическая энергии и др.
Слайд 4
Квантовый объект – это не частица и не
волна, и даже не то и другое одновременно. Квантовый
объект – это нечто третье, не равное простой сумме свойств волны и частицы (точно так же, как мелодия – больше, чем сумма составляющих ее звуков). Это квантовое «нечто» не дано нам в ощущение, тем не менее оно, безусловно, реально. У нас нет органов чувств, чтобы вполне представить себе свойства этой реальности. Однако сила нашего интеллекта, опираясь на опыт, позволяет все-таки ее познать.
Слайд 5
Волновая оптика
Явления:
1. Интерференция света
2. Дифракция света
3. Поляризация света
Слайд 6
Интерференция света – это явление наложения волн с
образованием устойчивой во времени картины максимумов и минимумов амплитуды
колебаний.
Когерентные волны вызывают в данной точке пространства колебания, разность фаз которых остается постоянной во времени и зависит только
от расстояния от источников до точки, а также
от длины волны.
Слайд 7
Тепловые источники не могут быть когерентны.
Время в
возбужденном состоянии ~ 10-8 с, период колебаний, возбуждаемых световой
волной, ~ 10-15 с.
(Исключение – лазеры, так как все возбужденные атомы излучают синхронно волны с одинаковой частотой и начальной фазой).
Разность хода волн не должна превышать 3 м.
Если > 3 м, то в точке А встречаются волны, излученные разными атомами, так как за время 10-8 с одним атомом излучается цуг волн длиной l = ct = 3 м, где с – скорость света, равная 3 108 м/с.
Когерентность световых волн
Слайд 8
Оптическая разность хода
0 – длина волны в
вакууме.
= n1l1 – n2l2.
Слайд 9
Условия наблюдения интерференционных
минимумов и максимумов
=
k – max
= (2k + 1)λ/2 – min
k
= 0, 1, 2, …, k – целое число.
Слайд 11
Условие наблюдения интерференционного максимума:
= k (k = 0, 1, 2,…),
Координаты интерференционных максимумов
на экране определяется формулой:
Слайд 12
Интерференционная картина в белом свете выглядит,
как чередование
цветных полос, в монохроматическом – чередование светлых и темных
полос.
Слайд 13
Полосы равной толщины и полосы равного наклона.
Слайд 14
Применение интерференции
1. Интерферометры
4. Дефектоскопия
2. Просветление оптики.
3. Холодные зеркала
Слайд 15
Просветление оптики
Просветле́ние о́птики — это нанесение на поверхность линз, граничащих
с воздухом, тончайшей пленки или нескольких слоёв плёнок один поверх другого. Это
позволяет увеличить светопропускание оптической системы и повысить контрастность изображения за счёт подавления бликов. Величи́ны показателей преломления чередуются по величине и подбираются таким образом, чтобы за счёт интерференции уменьшить (или совсем устранить) нежелательное отражение.
Слайд 17
Дифракция света
Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения
при прохождении вблизи препятствий. Как показывает опыт, свет при определенных условиях
может заходить в область геометрической тени.
Слайд 18
Дифракция света
Принцип Гюйгенса-Френеля: каждая точка волнового фронта является
источником вторичных волн, причем все эти вторичные источники когерентны.
Огибающая волна к фронтам волн от вторичных источников дает положение нового фронта волны.
Все вторичные источники когерентны, и распределение интенсивности есть результат интерференции волн, излучаемых вторичными источниками
~ d.
Слайд 19
Дифракционная решетка
Дифракционная решетка состоит из чередующихся прозрачных и
непрозрачных полос. Суммарная ширина прозрачной и непрозрачной полос мала
и называется периодом дифракционной решетки d.
Слайд 21
Дисперсия, поляризация, рассеяние света
Дисперсией света называется зависимость показателя преломления
n вещества от частоты ν (длины волн λ) света или зависимость
фазовой скорости световых волн от их частоты. Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму
Слайд 23
Поляризация света – процесс упорядочения колебаний вектора напряжённости электрического
поля световой волны при прохождении света сквозь некоторые вещества
(при преломлении) или при отражении светового потока.