Шкала электромагнитных волн. Волновая оптика. Эволюция представлений о природе света.

Шкала электромагнитных волн

Диапазон длин волн	Название электромагнитных волн
10⁵÷10^-⁴ м	Радиоволны
10^-4÷10^-⁶ м	Инфракрасное излучение
0,40 – 0,76 мкм (10^{-6 м)}	Видимый свет
0,4·10^-6÷10^{-8 м}	Ультрафиолетовое излучение
10^-8÷10^{-12 м}	Рентгеновское излучение
<10^{-12 м}	Гамма-излучение

4. Волновая оптика

Эволюция представлений о природе света.

§ ПифагорVI в. до н.э. Предметы становятся видимыми благодаря частицам, испускаемым ими и попадающим в глаз наблюдателя

§ ДекартXVII в. Свет – это сжатие, распространяющееся в среде (эфире), заполняющей промежутки между частицами тел

§ Ньютон1670 Свет имеет корпускулярную природу

§ Гюйгенс 1678 Попытался объяснить распространение, отражение и преломление света с точки зрения волновой теории

§ Френель, Юнг и др. 1802-1850 Опыты по дифракции и интерференции доказывают волновую природу света

§ Максвелл 1865 На основе своей теории электромагнитных явлений приходит к выводу, что свет – электромагнитная волна

§ Планк1900 Свет испускается порциями – квантами

Интерференция света. По рисункам разобрать схему Юнга.

Демонстрация «Интерференция на мыльной плёнке»

Дифракция света – совокупность явлений, связанных с отклонением света от прямолинейного распространения. А именно: огибание волной препятствий и проникновение волн в область геометрической тени

Принцип Гюйгенса-Френеля:Каждый элемент волнового фронта можно рассматривать как центр вторичного возмущения, порождающего вторичные сферические волны, а результирующее световое поле в каждой точке пространства будет определяться интерференцией этих волн.

Продемонстрировать применение принципа Гюйгенса-Френеля для объяснения дифракции на щели. Анимация:

§ Дифракция круговой волны на узкой щели в стенке, установленной в кювете с жидкостью. Слева от стенки мы видим появление отражённой волны, а справа от стенки возникает новая круговая волна с меньшей амплитудой, что соответствует принципу Гюйгенса-Френеля.

На примере построений изучения разобрать дифракцию света на щели для различных случаев:

§ Геометрическая оптика

§ Дифракция Френеля

§ Дифракция Фраунгофера

Разобрать физтеховский пример распределения интенсивностей на фронте волны по мере продвижения света от щели к экрану.

Анимации: дифракция на одной щели, на двух щелях.

Дифракционная решётка.

Демонстрация «Дифракция света»

v Отверстие

v Нить, щель,

v Дифракционная решётка

v Дифракционная решётка как спектральный прибор

v Отражательная дифракционная решётка (астрофизическая)

v Компакт-диск как отражательная дифракционная решётка

Как увижу над пашнею радугу –

Атмосферы родимой явление,

Так подумаю: «Мать твою за ногу!»

И застыну в немом удивлении

Очарован внезапною прелестью

Ёлки, думаешь, где ж это, братцы, я?

И стоишь так с отвисшею челюстью.

А потом понимаешь – дифракция.

Игорь Иртеньев

Дисперсия – зависимость показателя преломления света от длины волны

Демонстрация «Дисперсия света» (скрещенные призмы)

Естественный и плоскополяризованный свет. Излучение света отдельными атомами. Цуг волн. Анимация «Поляризация света».

Демонстрация «Поляроидные плёнки» (Закон Малюса)

Демонстрация «Механическая модель поляризатора и анализатора»

Задание на семинар по теме «Электромагнитное поле и волновая оптика»

§ Прочитать по учебнику главу 6 «Концепция электромагнетизма»

§ Назначенным студентам разобрать решение следующих задач:

o 5.2

o 6.7, 6.8

o 7.9

o 8.1

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 Следующая ⇒