Motnje. predstavitev za lekcijo fizike (11. razred) na to temo

Interferenca mehanskih valov Dodatek valov
Kaj se zgodi z zvočnimi valovi, ko
pogovor več ljudi, ko igra orkester,
ali pevski zbor poje itd.?
Kaj opazujemo, ko smo hkrati v vodi
padla dva kamna
ali kapljice?

Izsledimo ga na mehanskem modelu

Opazujemo
izmenjevanje
svetlo in temno
črtami.
To pomeni, da v
katero koli točko
površine
nihanja
seštej.

d1
d2
d
d1
d2
Amplituda nihanja medija v določeni točki je največja, če je razlika
potek dveh valov, ki v tej točki vzbujata nihanja, je enak celemu številu
število valovnih dolžin: kjer je k \u003d 0.1.2 ... Najmanj, če je liho število
pol vala
dk
d(2k1)
2

Motnje.

Dodatek v prostoru valov, v katerem
časovno konstantna porazdelitev amplitud
nastala nihanja imenujemo interferenca.

koherentni valovi.

Za oblikovanje trajnostnega
interferenčni vzorec
to je nujno
viri valov so imeli
enako frekvenco in
njihova fazna razlika
nihanje je bilo konstantno.
Viri zadovoljivi
ti pogoji se imenujejo
skladno.

Motnje svetlobe

Za pridobitev stabilne interference
slike potrebujejo usklajene valove. Morajo
imajo enako valovno dolžino in konstanto
fazna razlika na kateri koli točki v prostoru.

Interferenca v tankih filmih.

Thomas Young je prvi pojasnil
zakaj tanke folije
pobarvan v različnih barvah.
Motnje svetlobe
valovi - seštevanje dveh valov,
zaradi česar
obstaja stabilen
vzorec pridobivanja časa
ali oslabitev svetlobnih vibracij na različnih točkah
prostor.

Shema Jungove izkušnje

Opazovanje motenj v laboratoriju

Interferenčni maksimumi in minimumi

Interferenčni maksimumi so opaženi v
točke, za katere je razlika poti valovanja ∆d enaka
sodo število polovičnih valov ali, kar je enako, celota
število valov:
d 2k k,
2
(k 0,1,2,3,...)
Amplituda nihanja medija v dani točki
je minimalna, če je razlika med potmi dveh valov enaka
liho število polovičnih valov:

Mehurček

Newtonovi prstani

Planokonveksna leča s
zelo majhna ukrivljenost
leži na steklu
ploščo. Če ona
osvetliti
pravokotno
snop homogenih
žarki, nato pa okrog temi
pojavil se bo sistem
svetlo in temno
koncentrična
krogi.

Razdalja med
barvni obroči
odvisno od barve obroči
rdeča barva stoji narazen
dlje drug od drugega kot
modri prstani. Prstani
Newton lahko tudi
opazujte mimogrede
svetloba. Barve v prehodu
svetloba so
dopolnjujejo barve
v odbiti svetlobi.

Če je postavljen med
plošča in leča
nekaj tekočine,
položaj obroča
se bo spremenilo (ρ bo postal
manj). Izven razmerja
obe vrednosti λ za
enake barve (enake
frekvenco) je mogoče določiti
hitrost svetlobe v tekočini.

Difrakcija je odstopanje od premočrtnega širjenja valov.

Difrakcija svetlobnih valov

Youngove izkušnje

Fresnelova teorija.

Valovna površina kadarkoli
ni samo ovojnica sekundarnih valov, ampak
rezultat njihovega vmešavanja.

Pogled skozi kapron,
organza
okrogla luknja
okrogel zaslon

optična naprava z difrakcijsko rešetko,
predstavljajo
nabor velikih
število vzporednic
enako oddaljeni drug od drugega
prijateljski udarci
enake oblike
nanesena na ravno
ali konkavno optično
površino.

Razdalja, na kateri se potezi na rešetki ponavljajo, se imenuje obdobje uklonske rešetke. Označena s črko d. Če

število udarcev (N) na 1 mm je znano
rešetke, potem se obdobje rešetke najde po formuli: d = 1 / N mm.
Formula difrakcijske rešetke:
kje
–
–
–
–
- injekcija
d - obdobje mreže,
α - največji kot
podana barva,
k - red
največ,
λ je valovna dolžina.

Interferenca nastane, ko se dva ali več valov enake frekvence širita v različne smeri. Hkrati ga opazimo tako pri valovih, ki se širijo v medijih, kot pri elektromagnetnih valovih. To pomeni, da je interferenca lastnost valov kot takih in ni odvisna od lastnosti medija, niti od njegove prisotnosti. Motnje

Stabilen vzorec izmeničnih maksimumov in minimumov nihanja točk v mediju, ko se koherentni valovi prekrivajo Koherentni valovi so valovi enake frekvence s konstantno fazno razliko Interferenca Dokaj pogosto se srečujemo z interferenčnimi pojavi: mavrično obarvanje oljnih madežev na asfaltu, obarvanje zamrznjena okenska stekla, nenavadni barvni vzorci na krilih, nekateri metulji in hrošči so vse manifestacije motenj svetlobe.

Difrakcija Pri pojavu difrakcije se kompleksna svetloba razgradi. Položaji maksimumov in minimumov, ki sestavljajo difrakcijski vzorec, so odvisni od valovne dolžine svetlobe. Zato bodo pri opazovanju v kompleksni svetlobi, na primer v beli barvi, kjer so predstavljene različne valovne dolžine, difrakcijski maksimumi za različne barve na različnih mestih.

Difrakcija Fenomen uklona nalaga omejitve pri uporabi zakonov geometrijske optike: zakon premočrtnega širjenja svetlobe, zakoni odboja in loma svetlobe so izpolnjeni dovolj natančno le, če so dimenzije ovir veliko večje od valovne dolžine. svetlobe. Difrakcija postavlja mejo ločljivosti optičnih instrumentov: - v mikroskopu je pri opazovanju zelo majhnih predmetov slika zamegljena; v teleskopu pri opazovanju zvezd namesto slike točke dobimo sistem svetlobe in temne črte.

Disperzija Disperzija valov - razlika v faznih hitrostih valov glede na njihovo frekvenco. Disperzija valov vodi v dejstvo, da se valovna motnja poljubne neharmonične oblike med širjenjem spreminja (razprši). Včasih se valovna disperzija razume kot proces razgradnje širokopasovnega signala v spekter, na primer z uporabo difrakcijskih rešetk.

Dysperosia Rdeči sončni zahod, eden od rezultatov razgradnje svetlobe v Zemljini atmosferi. Razlog za ta pojav je odvisnost lomnega količnika plinov, ki sestavljajo zemeljsko atmosfero, od valovne dolžine svetlobe. Mavrica, katere barve so posledica razpršenosti, je ena ključnih podob kulture in umetnosti. Zaradi razpršenosti svetlobe lahko opazujemo barvno "igro svetlobe" na ploskvah diamanta in drugih prozornih fasetiranih predmetov ali materialov. Do neke mere se mavrični učinki pojavljajo precej pogosto, ko svetloba prehaja skozi skoraj vsak prozoren predmet. V umetnosti jih je mogoče posebej ojačati, poudariti.

Polarizacija Polarizirani val je prečni val, pri katerem vsi delci nihajo v isti ravnini. Tak val je mogoče dobiti z gumijasto vrvico, če je na njeni poti postavljena pregrada s tanko režo. Reža bo prepustila le tiste vibracije, ki se pojavijo ob njej.

Malusov zakon Linearno polarizirano svetlobo lahko opazimo na primer pri laserskem sevanju. Drug način za pridobitev linearno polarizirane svetlobe je prepuščanje naravne svetlobe skozi polaroid (polarizacijski filter), ki prosto prehaja komponento svetlobe, polarizirano vzdolž izbrane smeri, in popolnoma absorbira svetlobo s pravokotno polarizacijo. Če na tak polaroid pade linearno polariziran val, bo intenzivnost I oddane svetlobe odvisna od kota a med polarizacijsko smerjo vpadne svetlobe in izbrano smerjo samega polaroida, kot sledi: I = I 0 cos 2 a

Elipsometrija Elipsometrija je skupek metod za preučevanje površin tekočih in trdnih teles glede na stanje polarizacije svetlobnega snopa, ki se od te površine odbija in se na njej lomi. Ravno polarizirana svetloba, ki pada na površino, pridobi eliptično polarizacijo ob odboju in lomu zaradi prisotnosti tanke prehodne plasti na vmesniku med mediji. Razmerje med optičnimi konstantami plasti in parametri eliptično polarizirane svetlobe je vzpostavljeno na podlagi Fresnelovih formul. Na principih elipsometrije so zgrajene metode za občutljive brezkontaktne študije površine tekočin ali trdnih snovi, adsorpcijskih procesov, korozije itd.

Če si želite ogledati predstavitev s slikami, dizajnom in diapozitivi, prenesite njegovo datoteko in jo odprite v PowerPointu na vašem računalniku.
Besedilna vsebina predstavitvenih diapozitivov: Predstavitev učiteljice občinske izobraževalne ustanove "Srednja šola št. 56 z UIOP", Saratov Tatyana Mikhailovna Sukhova Motnje svetlobe. Interferenca je seštevanje dveh (ali več) svetlobnih valov, pri katerih na nekaterih točkah v prostoru pride do povečanja intenzivnosti svetlobe, na drugih pa do oslabitve Pogoji za koherentnost svetlobnih valov Valovi, katerih fazna razlika je niso odvisni od časa, se imenujejo koherentni. Manifestacije v naravi Uporaba motenj Pojav svetlobnih motenj se pogosto uporablja v sodobna tehnologija . Ena takih aplikacij je ustvarjanje "prevlečene" optike. Pojav oviranja z mehanskimi valovi ovir opazimo, ko se rečni valovi prosto upogibajo okoli predmetov, ki štrlijo iz vode, in se širijo, kot da ti predmeti sploh ne obstajajo. Pojav, ki je neločljiv v vseh valovnih procesih. Zvočni valovi obkrožijo tudi ovire in slišimo signal avtomobila za vogalom hiše, ko sam avto ni viden. Načrt pouka.1. Youngove izkušnje.2. Kaj je difrakcija.3. Hugensovo načelo.4. Hugens-Fresnelov princip.5. Difrakcijski vzorci od različnih ovir.6. Meje uporabnosti geometrijske optike.7. Ločljivost optičnih naprav.8. Zaključek. Sredi 17. stoletja je italijanski znanstvenik F. Grimaldi opazoval čudne sence majhnih predmetov, postavljenih v ozek svetlobni žarek. Te sence niso imele jasnih meja, obrobljene so bile z barvnimi črtami. Difrakcija svetlobe je zaokrožitev neprozornih teles s svetlobnim valom s prodiranjem v območje geometrijske sence in tvorbo interferenčnega vzorca tam. Christian Huygens je imel pomembno vlogo pri oblikovanju ideje, da je širjenje svetlobe valovni proces. Vsaka točka na površini, ki jo doseže svetlobni val, je sekundarni vir svetlobnih valov. Ovojnica sekundarnih valov postane valovna površina v naslednjem trenutku. Augustin Fresnel je postavil temelje valovne optike in Huygensov princip dopolnil z idejo o interferenci sekundarnih valov: zgradil je kvantitativno teorijo difrakcije. Vsak element valovne fronte lahko obravnavamo kot središče sekundarne motnje, ki generira sekundarne sferične valove, in posledično svetlobno polje na vsaki točki v prostoru bo določeno z interferenco teh valov. Difrakcija svetlobe se najbolj jasno pokaže, ko je ta pogoj izpolnjen (pogoj za opazovanje uklona).Kjer je D velikost ovire ali luknje,  valovna dolžina svetlobe, L je razdalja od ovire do mesta kjer opazimo difrakcijski vzorec. l 2 D L Difrakcija prav tako nalaga omejitev ločljivosti teleskopa. Mejna kotna razdalja () med svetlečimi točkami, na katerih jih je mogoče razlikovati, je določena z razmerjem valovne dolžine () in premera leče (D). Difrakcija svetlobe se uporablja za ustvarjanje občutljivih spektralnih instrumentov. Difrakcijski pojavi ne prinašajo le koristi, ampak tudi škode, saj omejujejo ločljivost optičnih instrumentov. II MOŽNOST 1. B2. NA 3. B4. D5.6. D 7. D 1. A2. B3. A4. G5. 6. A7.A 1. Kaj je difrakcija?2. Formulirajte Huygensovo načelo.3.Formulirajte Huygens-Fresnelovo načelo.4. Kako dobiti temno ali svetlo točko v središču difrakcijskega vzorca luknje?5. Meje uporabnosti geometrijske optike.6. Ločljivost optičnih instrumentov. Ni ločene interference in ni ločene difrakcije - to je en sam pojav, vendar so pod določenimi pogoji interferenčne lastnosti bolj izrazite, v drugih - difrakcijske lastnosti svetlobe. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Fizika: učbenik za 11kl. – M.: Razsvetljenje Železovski B.Ya. Predavanja o optiki za študente SSU Izobraževalni kompleksi. Fizika, 7-11 celic, Knjižnica vizualnih pripomočkov Programi fizike, Fizika 7-11 celice, Lokalna različica Ciril in Mifody, Izobraževalne elektronske izdaje BENP Fizika

Če želite uporabiti predogled predstavitev, ustvarite Google Račun (račun) in se prijavite: https://accounts.google.com

Napisi diapozitivov:

Interferenca mehanskih valov in svetlobe. Učiteljica fizike S.V. Gavrilova

Valovna optika Valovna optika je veja optike, v kateri se svetloba obravnava kot elektromagnetno valovanje.

Pregled Kaj veš o elektromagnetnih valovih? Elektromagnetno polje, ki se širi v vesolju. Hitrost v vakuumu je največja.

Pregled Navedite lastnosti elektromagnetnih valov. odseva; Zakon premočrtnega širjenja je izpolnjen; Lomljena, odbita, absorbirana; Ravnina polarizirana; Interferenca in difrakcija;

interferenca mehanskih valov svetlobnega zvoka

Valovi, ki imajo enako frekvenco in konstantno fazno razliko, se imenujejo koherentni.

Pojav interference je možen, če Superponiranje koherentnih valov Koherentni valovi Ojačitev ali oslabitev valovanja v prostoru Časovno konstanten pojav medsebojnega ojačanja in dušenja nihanj na različnih točkah medija kot posledica superpozicije koherentnih valov imenujemo interferenca. Pogoji motenj

Pogoji za interferenčne maksimume in minimume Maksimalni pogoj Opažen je svetel pas d 2 , d 1 geometrijska pot žarkov; d=d 2 -d 1 geometrijska razlika poti - razlika v razdaljah od virov valov do točke njihove interference; Δ d = d∙n - razlika optične poti - geometrijska razlika poti, pomnožena z relativni indikator lom medija. Maksimalni pogoj Pogoj max - amplituda nihanja delcev medija v dani točki je največja, če je razlika med potmi dveh valov, ki v dani točki vzbujata nihanja, enaka celemu številu valovnih dolžin.

Pogoji za interferenčne maksimume in minimume Minimalni pogoj Minimalni pogoj Opažen je temen pas Pogoj min - amplituda nihanja delcev medija v dani točki je minimalna, če je razlika poti dveh valov, ki vzbujata nihanja na tej točki, enaka liho število polovičnih valovnih dolžin

Porazdelitev energije med motnjami Valovi prenašajo energijo Med motnjami se energija prerazporedi Koncentrirana na maksimumih, ne vstopa v minimume

Zgodovina odkritja svetlobne interference Fenomen svetlobne interference je bil odkrit leta 1802, ko je Anglež T. Jung, zdravnik, astronom in orientalist, človek z zelo raznolikimi interesi, izvedel zdaj že klasičen »eksperiment z dvema luknjama«. 13. junij 1773 - 10. maj 1829

Interferenca svetlobe Svetlobni valovi iz različnih virov (razen laserja) so nekoherentni Koherenca se doseže z delitvijo svetlobe iz enega vira na dele Svetlobna interferenca je pojav superpozicije svetlobnih žarkov, ki ima za posledico vzorec izmeničnih svetlobnih in temnih črt.

Jungova klasična izkušnja »V okenski polkni sem naredil majhno luknjo in jo pokril s kosom debelega papirja, ki sem ga preluknjal s tanko iglo. Na poti sončni žarek Položil sem trak papirja širok približno 130 palca in opazoval njegovo senco bodisi na steni bodisi na premikajočem se zaslonu. Poleg barvnih črt na vsakem robu sence je bila senca razdeljena z enakimi vzporednimi črtami majhnih velikosti, število trakov je bilo odvisno od razdalje, na kateri je bila senca opazovana, središče sence je vedno ostalo belo. Te črte so bile posledica povezovanja delov svetlobnega snopa, ki je prehajal na obeh straneh traku in se upognil, precej uklonil, v senčno območje. T. Jung je dokazal pravilnost te razlage z izločitvijo enega od dveh delov žarka. Interferenčne obrobe so izginile, čeprav so difrakcijske obrobe ostale. Ta izkušnja je jasno dokazala, da svetloba ni tok delcev, kot so mislili že od Newtonovih časov, ampak val. Samo valovi, ki se tvorijo na različne načine, se lahko medsebojno okrepijo in izničijo - motijo.

Interferenčni vzorec: izmenično svetli in temni robovi Klasični Youngov eksperiment Valovi interferirajo v območju prekrivanja Pogoj max: Pogoj min: d- razlika optične poti valov - valovna dolžina

barva Valovna dolžina, nm Frekvenca, THz rdeča 760-620 385-487 oranžna 620-585 484-508 rumena 585-575 508-536 zelena 575-510 536-600 modra 510-480 54o modra 60 60 60 60 450-380 667-789 S preučevanjem interferenčnih robov je Jung prvi določil dolžino in frekvenco svetlobnih valov različnih barv. Sodobni pomeni podano v tabeli.

S pomočjo svoje teorije interference je Jungu prvič uspelo razložiti dobro znani pojav - večbarvno obarvanje tankih filmov (oljni filmi na vodi, milni mehurčki, krila kačjih pastirjev ...)

Interferenca v tankih filmih Koherentni svetlobni valovi, ki se odbijajo od zgornje in spodnje površine, motijo. debelina filma ni enaka in interferenčni maksimumi za valove različnih dolžin so opaženi na različnih mestih filma

Newtonovi prstani. Vala 1 in 2 sta koherentna. Val 1 se odbije od vmesnika steklo-zrak Val 2 se odbije od vmesnika zrak-steklo Interferenčni vzorec se pojavi v zračni reži med steklenimi ploščami

Hvala za pozornost D.Z. §67-69

"Refrakcija svetlobe" - Lom svetlobe v različnih tekočinah in steklu. Potek svetlobnih žarkov Svetlobni žarki in Fermatov princip. Lokus vseh takšnih žarišč nehomocentričnih snopov se imenuje kavstična. Na folijo so vlili živo srebro, ki je tvorilo amalgam s kositrom. svetlobne lastnosti. Nabor bližnjih svetlobnih žarkov lahko obravnavamo kot svetlobni žarek.

"Razširitev svetlobe" - Pot žarkov v tanki leči. Optične naprave. 2. Žarek svetlobe pade na površino vode pod kotom 300 glede na obzorje. Če slika: -imaginarna f< 0 -действительное f >0 Če je leča: - konvergentna F > 0 - divergentna F< 0. D - расстояние от предмета до линзы. Линзы. Образование тени и полутени.

"Physics Mirage" - Tukaj je ena od slik, ki jih je mogoče videti. Izvajalec: učenec 9. razreda Remeshevsky Vitaly Sergeevich. Astigmatizem. Mešane iluzije. Levitacija. Vodja: učiteljica fizike Tatyana Gennadievna Dolmatova. Naravna ali ustvarjena po naravi (na primer fatamorgana); Menjački. Rezultat sta dve sliki.

"Difrakcija svetlobe" - Načrt lekcije: Difrakcijske rešetke se uporabljajo za razgradnjo elektromagnetnega sevanja v spekter. Difrakcija mehanskih valov. Pogoji za skladnost svetlobnih valov. Tako se val po prehodu skozi režo razširi in deformira. Izkušnja T. Junga. 1802 Difrakcijo svetlobe spremljajo motnje.

"Človeško oko" - Kaj je aurora? Zakaj včasih vidimo stvari, ki jih v resnici ni? Območje nastanka mavrice. In krogi so navsezadnje popolnoma negibni. greh? /greh? = n1 / n2. Zato opazovalec vidi sliko popačeno. Zakon loma svetlobe. Zaključek: 90 % informacij pride v naše možgane skozi oči. Izvedeli smo, da so zakoni optike opisani s trigonometričnimi funkcijami.

"Interferenca in difrakcija" - Fresnelova biprizma. A) iz tanke žice; b) iz okrogle luknje; c) z okroglega neprozornega zaslona. Vsaka točka valovne površine je vir sekundarnih sferičnih valov. Razsvetljenje optike n (filmi)

Skupno je v temi 7 predstavitev