Теории (Теория к экзамену), страница 4

Интерференция света- перераспределение интенсивность света в результате наложения нескольких когерентных световых волн

О птическая разность хода
=>

=>

При n среды > n =>
Условие max интенсивность

Условие min интенсивность

Полосы равного наклона. – наблюдаются при равных углах падения лучей на пленку

Полосы равной толщины –интерференц. полосы, наблюдаемые при освещении тонких оптически прозрачных слоев (плёнок) переменной толщины пучком параллельных лучей и обрисовывающие линии равной оптической толщины.

Применения интерференции. Интерферометры

Применения интерференции
- Интерференционная спектроскопия
- Выявление и измерение неоднородности среды по интерференционной картине
- Создание сложных излучающих систеи (антени) для ЭМ и акустических волн
- Просветление оптики и получение высокопрозралных покрытии и селектиьных оптилеских фильтров

Интерферометры
измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции.

Принцип действия интерферометра заключается в следующем: пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью устройства пространственно разделяется на два или большее количество когерентных пучков.
Каждый из пучков проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину.

Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Линейная и эллиптическая поляризации

Поляризация света — свойство света, в результате которого векторы напряженности электрического и магнитного полей световой волны ориентируются в плоскости, параллельной плоскости, в которой свет распространяется.

Свет со всевозможными равновероятными ориентациями вектора называется естественным
Поляризованным называется свет, в котором направления колебания вектора Е упорядочены каким-либо образом

Линейная поляризация или плоскостная поляризация— разновидность поляризации волн, при которой вектор электрического или магнитного поля ограничен строго одним направлением и строго одной плоскостью.
эллиптически поляризованный свет: при распространении электрически поляризованного света вектор описывает эллипс

П оляризация света при двойном лучепреломлении. Обыкновенная и необыкновенная волны.

Поляризация происходит также при двойном лучепреломлении в анизотропных кристаллах. К таким кристаллам относятся все кристаллы, решетка которых не является кубической. Анизотропия кристаллов проявляется, в частности, в том, что их оптические свойства зависят от направления распространения света.

Некоторые прозрачные кристаллы обладают свойством двойного лучепреломления: при попадании света на кристалл луч раздваивается. Для одного из лучей выполняются обычные законы преломления, и поэтому этот луч называют обыкновенным, для другого — эти законы не выполняются и луч называют необыкновенным.

Поляризация света. Закон Малюса. Закон Брюстера.

Поляризация света — свойство света, в результате которого векторы напряженности электрического и магнитного полей световой волны ориентируются в плоскости, параллельной плоскости, в которой свет распространяется.

З акон Малюса
выражающий зависимость интенсивности линейно-поляризованного света после его прохождения через поляризатор от угла между плоскостями поляризации падающего света и поляризатора

-интенсивность падающего на поляризатор света
- интенсивность света, выходящего из поляризатора.

З акон Брюстера
выражающий связь показателей преломления двух диэлектриков с таким углом падения света, при котором свет, отражённый от границы раздела диэлектриков, будет полностью поляризованным в плоскости, перпендикулярной плоскости падения.

Поляризационные призмы и поляроиды.

Поляризационные призмы - один из классов призм оптических, простейшие поляризационные приборы, предназначенные для получения линейно поляризованного оптического излучения или для определения характера и степени его поляризации.

Поляроид - один из типов оптич. линейных поляризаторов ,действие к-рого основано на явлении линейного дихроизма - сильного преимуществ. поглощения одной из линейно поляризованных компонент оптич. излучения.

Распространение электромагнитных волн в одноосных кристаллах. Двойное лучепреломление.
Оптически одноосными называются кристаллы, свойства которых обладают свойством симметрии относительно некоторого направления, называемого оптической осью кристалла.
разложим электрические векторы   и   на составляющие   и   вдоль оптической оси и составляющие   и  , перпендикулярные к ней.

Т огда
и

Двойное лучепреломление.
раздвоение лучей света при прохождении через оптически анизотропную среду (напр., большинство кристаллов), происходящее вследствие зависимости показателя преломления от направления электрич. вектора Е световой волны

Поглощение и рассеяние света. Закон Бугера.
Поглощение света- это явление уменьшения интенсивности света при прохождении его через вещество. Уменьшение интенсивности света происходит в результате того, что энергия света переходит в другие виды энергии

Рассеяние света - явление отклонения света по всевозможным направлениям при прохождении его через среду с оптическими неоднородностями

Закон Бугера.
- интенсивность монохроматического пучка света, падающего на вещество
k - показатель поглощения, который зависит от природы вещества и длины волны падающего света

Физические основы голографии. Опорная и предметная световые волны. Запись и воспроизведение голограмм. Применения голографии

Голография основывается на двух физических явлениях - дифракции и интереференции световых волн.

Опорная и предметная световые волны
Опорная - волна, исходящая непосредственно от источника света

Предметная - волна, отраженная объектом, освещенным источником света

Запись и воспроизведение голограмм

Предельный переход от волновой оптики к геометрической.

Геометрическая оптика - приближенный придельный случай, в который переходит волновая оптика, когда длинна световой волны стремится к нулю.
Условие применения геометрической оптики: малость изменения амплитуды волны и ее первых пространственных производных на протяжении длины волны.

Законы геометрической оптики выполняются достаточно точно лишь в том случае, если размеры препятствий на пути распространения света много больше длины световой волны.

=>
=>

Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля

Дифракция света - явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.

П ринцип Гюйгенса-Френеля - Каждый элемент поверхности волнового фронта служит источником вторичной сферической волны, амплитуда которой пропорциональна площади ds элемента, а результирующий волновой фронт в каждый следующий момент времени определяется интерференцией этих волн

Mỗi phần tử của bề mặt của mặt sóng đóng vai trò như một nguồn của sóng hình cầu thứ cấp, biên độ của sóng này tỷ lệ với diện tích ds của phần tử và mặt sóng thu được tại mỗi thời điểm tiếp theo được xác định bởi sự giao thoa của các sóng này.
Дифракционная решётка. Основное уравнение дифракционной решетки

Д ифракционная решетка – это оптический прибор, представляющий собой поверхность, на которую нанесено большое число параллельных, равноотстоящих друг от друга микроскопических штрихов (щелей или выступов).
d – период дифф. решетки
=>

K = 0,1,2…

Cách tử nhiễu xạ là một thiết bị quang học là một bề mặt mà trên đó có một số lượng lớn các khe cỡ hiển vi song song, cách đều nhau (khe hoặc lồi).

Д ифракция Фраунгофера от щели
Дифракция света нарушение закона прямого распространения света
Дифракция Фраунгофера — наблюдается если источник света и точка наблюдения бескон удалены от препятствия вызывается дифракцию.

- разность хода

Условие минимальной дифракции
m=1,2,3...
Условие максимальной дифракции
m=1,2,3...
При ; -> в щели укладывается 1 зона Френеля
-> в точке P возникает главный максимум.

Сужение щели приводит к уширению главного max и уменьшению его яркости
Уширение щели приводит к сужению дифракция полос и увеличению яркости max

Дифракция Френеля от круглого отверстия.

Разобьем открытую часть волновой поверхности на зоны френеля . Тогда амплитуда А разульттир колебания возбуждаемого в точке М всеми зонами имеет вид

Эсли отверстие открывает нечет число зон френеля -> интенсивность в точке M будет больше чем при свододном распространстве волны

Эсли отверстие открывает чет число зон френеля -> интенсивность в точке M будет равна 0

Дифракция Френеля от круглого диска. Пятно Пуассона
Дифракция Френеля (дифракция в сходящихся лучах) — это дифракция, осуществляемая в случае, когда на препятствие падает сферическая волна, а дифракционная картина наблюдается на конечном расстоянии от препятствия, вызвавшего дифракцию, и представляет собой «дифракционное изображение» препятствия