Волновые свойства света часть 2

Дифракция света – огибание световыми
волнами препятствий и захождение в область
геометрической тени.
Дифракция свойственна всякому волновому движению,
открытие дифракция света в 17 в. итальянским физиком и
астрономом Ф. Гримальди и её объяснение в начале 19 в.
французским физиком О. Френелем явились одним из
основных доказательств волновой природы света.
! Дифракция света наблюдается лишь в том случае, если
размеры препятствий сравнимы с длиной световой волны.
Гримальди (Grimaldi)
Франческо Мария (2.4.1618,
Болонья, — 28.12.1663, там же),
итальянский физик и астроном.
Френель (Fresnel) Огюстен Жан
(10.5.1788, Брольи, - 14.7.1827,
Виль-д"Авре, близ Парижа),
французский физик, один из
основателей волновой оптики,
член Парижской АН (с 1823).
Каждый элемент поверхности, которой достигла в
данный момент волна, является источником
вторичных элементарных волн,
распространяющихся в первоначальном
направлении со скоростью исходной волны.
Огибающая элементарных волн совпадает с новым
положением волнового фронта в следующий
момент времени.
Все вторичные источники, расположенные
на поверхности фронта волны, когерентны
между собой. Амплитуда и фаза волны в любой
точке пространства – это результат
интерференции волн, излучаемых
вторичными источниками.
! Дифракция есть
интерференция
вторичных волн.
- условие минимумов;
- условие максимумов,
где b – ширина щели;
m – порядок минимума
(максимума) (m = 1, 2, 3, …);
λ – длина световой волны.
- это оптическое
устройство,
представляющее собой
совокупность большого
числа параллельных щелей
(штрихов) равной ширины,
лежащих в одной
плоскости и разделенных
равными по ширине
непрозрачными
промежутками.
Суммарную ширину щели b и промежутка а
между щелями называют периодом (или
постоянной) дифракционной решетки d
Период дифракционной решетки можно выразить
через число штрихов на единицу длины решетки
N – число штрихов решетки на единицу длины решетки
При нормальном
падении
монохроматического
света на дифракционную
решетку положение
главных максимумов
определяется формулой.
m = 0, ±1, ±2, ±3, … порядок главных
максимумов
Если на дифракционную решетку падает белый
свет, то в результате дифракции на решетке
каждый главный максимум (кроме центрального)
разлагается в спектр.
Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки из
питов (англ. pit — углубление), выдавленных в поликарбонатной основе.
Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина
пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами
называются лендом (англ. land — пространство, основа).
Шаг дорожек в спирали составляет
1,6 мкм. Питы рассеивают или
поглощают падающий на них свет, а
подложка — отражает. Поэтому
записанный компакт-диск — пример
отражательной дифракционной
решётки с периодом 1,6 мкм. Для
сравнения, у DVD период — 0,74
мкм.
Поляризация – пространственная упорядоченность
направлений колебаний частиц среды в поперечной
волне.
Неполяризованный свет –
естественный свет, содержащий
волны со всевозможными
направлениями колебаний
вектора ,
перпендикулярными к
направлению распространения
волны.
Поляризованный свет –
свет, содержащий
световые волны с
колебаниями вектора ,
лежащими только в
одной плоскости.
Плоскополяризованный
свет
Естественный свет
Частичнополяризованный свет
Поляризаторы – поляроиды – обладают способностью
пропускать световые волны с колебаниями вектора ,
лежащими только в одной плоскости.
Кристалл турмалина (поляроид)
обладает способностью
пропускать световые волны с
колебаниями, лежащими в одной
определенной плоскости.
Следовательно кристалл
турмалина поляризует
естественный свет, т.е. выделяет
(пропускает) колебания только в
одной определённой плоскости.
С помощью второго поляроида
(анализатора) можно определить
плоскость поляризации первого
поляроида.
Поляризация света в полимерах
позволяет делать эффектные
снимки привычных предметов.
Освещение поляризованным
светом (в качестве источника
использовался экран ЖКмонитора компьютера), на
объективе фотокамеры
установлен поляризационный
светофильтр.