Interferencia y difracción de presentación de ondas mecánicas. Presentación sobre el tema "Interferencia. Difracción". Observación de interferencias en el laboratorio

• Se aplica una película delgada a la superficie del vidrio.

óptica recubierta

El reflejo de la luz para las partes extremas del espectro, rojo y violeta, será menor. La lente tiene un tinte lila.

• Desviación de la dirección de propagación de la onda de una dirección rectilínea en el límite del obstáculo (envolvimiento de obstáculos por ondas)
• Condición: el tamaño del obstáculo debe ser comparable a la longitud de onda

La experiencia Grimaldi

• A mediados del siglo XVII, la científica italiana Francesca Maria Grimaldi observó extrañas sombras de Pequeños artículos colocado en un haz de luz muy estrecho. Para sorpresa del científico, estas sombras no tenían bordes nítidos, pero por alguna razón estaban bordeadas por rayas de colores.

Condiciones de observación

• - el tamaño del obstáculo debe ser proporcional a la longitud de onda de la luz
• - la distancia desde el obstáculo hasta el punto de observación debe ser mucho mayor que el tamaño del obstáculo

Como resultado de la difracción, las ondas de luz provenientes de diferentes puntos se superponen (ondas coherentes), y se observa interferencia ondas

Difracción se manifiesta en violación de la rectitud de la propagación de la luz!

Principio de Huygens Fresnel

• Cada punto del frente de onda es una fuente de ondas secundarias y todas las fuentes secundarias son coherentes.

• Fresnel demostró la rectilinealidad de la propagación de la luz y consideró cuantitativamente la difracción por varios tipos de obstáculos.

Peculiaridades

patrón de difracción

Explicación

Dimensiones de la imagen de hendidura

más tamaños

obtenido a través de

geométrico

construcciones

Llegan ondas secundarias

bordes cortados

Peculiaridades

patrón de difracción

Explicación

En el centro de la imagen aparece

rayo de luz

Ondas secundarias en

dirección,

perpendicular a la ranura

tener lo mismo

fase. Por lo tanto, cuando ellos

amplitud superpuesta

aumenta la fluctuación

Características de la difracción

Explicación

A lo largo de los bordes de la imagen - alternancia

rayas claras y oscuras

Las ondas secundarias interfieren

en una dirección que forma un ángulo con

perpendicular a la ranura

teniendo alguna diferencia de fase, de

cual el resultado

amplitud de oscilación

• La difracción no permite obtener imágenes claras de objetos pequeños, ya que la luz se desvía alrededor de los objetos.
• Las imágenes están borrosas. Esto ocurre cuando las dimensiones lineales de los objetos son menores que la longitud de onda de la luz.

Resolución del microscopio y telescopio.

Si dos estrellas están a una pequeña distancia angular entre sí, entonces estos anillos se superponen y el ojo no puede distinguir si hay dos puntos luminosos o uno.

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Subtítulos de las diapositivas:

Interferencia de ondas mecánicas y luz. Profesor de física S.V. Gavrilova

Óptica ondulatoria La óptica ondulatoria es una rama de la óptica en la que la luz se trata como una onda electromagnética.

Repaso ¿Qué sabes sobre las ondas electromagnéticas? Campo electromagnético propagándose en el espacio. La velocidad en el vacío es máxima.

Propiedades de la lista de repeticiones ondas electromagnéticas. reflejado; Se cumple la ley de propagación rectilínea; Refractado, reflejado, absorbido; Plano polarizado; Interferencia y difracción;

interferencia de ondas Mecánicas de Luz Sonido

Las ondas que tienen la misma frecuencia y diferencia de fase constante se llaman coherentes.

El fenómeno de interferencia es posible si Superposición de ondas coherentes Ondas coherentes Amplificación o debilitamiento de ondas en el espacio El fenómeno constante en el tiempo de amplificación y atenuación mutua de oscilaciones en diferentes puntos del medio como resultado de la superposición de ondas coherentes se denomina interferencia. Condiciones de interferencia

Condiciones para máximos y mínimos de interferencia Condición máxima Se observa una banda brillante d 2 , d 1 trayectoria geométrica de los rayos; d=d 2 -d 1 diferencia de trayectoria geométrica - la diferencia en las distancias desde las fuentes de ondas hasta el punto de su interferencia; Δ d = d∙n - diferencia de trayectoria óptica - diferencia de trayectoria geométrica multiplicada por el índice de refracción relativo del medio. Condición máxima Condición máx. - la amplitud de las oscilaciones de las partículas del medio en un punto dado es máxima si la diferencia entre las trayectorias de dos ondas que excitan oscilaciones en un punto dado es igual a un número entero de longitudes de onda.

Condiciones para máximos y mínimos de interferencia Condición mínima Condición mínima Se observa una banda oscura Condición mínima: la amplitud de las oscilaciones de las partículas del medio en un punto dado es mínima si la diferencia de trayectoria de dos ondas que excitan oscilaciones en este punto es igual a un número impar de medias longitudes de onda

Distribución de energía durante la interferencia Las ondas transportan energía Durante la interferencia, la energía se redistribuye Concentrada en los máximos, no entra en los mínimos

La historia del descubrimiento de la interferencia de la luz El fenómeno de la interferencia de la luz se descubrió en 1802, cuando el inglés T. Jung, médico, astrónomo y orientalista, hombre con intereses muy diversos, realizó el ya clásico "experimento con dos agujeros". 13 de junio de 1773 - 10 de mayo de 1829

Interferencia de luz Las ondas de luz de diferentes fuentes (excepto un láser) son incoherentes La coherencia se logra dividiendo la luz de una fuente en partes La interferencia de luz es el fenómeno de superposición de haces de luz, lo que da como resultado un patrón de franjas claras y oscuras alternas.

La experiencia clásica de Jung “Hice un pequeño agujero en el postigo de la ventana y lo cubrí con un trozo de papel grueso, que perforé con una aguja fina. En la trayectoria de un rayo de sol coloqué una tira de papel de aproximadamente un tercio de pulgada de ancho y observé su sombra en la pared o en una pantalla en movimiento. Junto a las franjas de colores en cada borde de la sombra, la sombra en sí estaba dividida por franjas paralelas idénticas de pequeños tamaños, el número de franjas dependía de la distancia a la que se observaba la sombra, el centro de la sombra siempre permanecía blanco. Estas franjas eran el resultado de la conexión de partes del haz de luz que pasaba por ambos lados de la franja y se desviaba, bastante difractado, hacia la región de la sombra. T. Jung probó la exactitud de esta explicación eliminando una de las dos partes de la viga. Las franjas de interferencia desaparecieron, aunque permanecieron las franjas de difracción. Esta experiencia demostró claramente que la luz no es una corriente de partículas, como se pensaba desde la época de Newton, sino una onda. Solo las ondas, que se forman de diferentes maneras, son capaces de amplificarse y cancelarse entre sí, de interferir.

Patrón de interferencia: alternancia de franjas claras y oscuras Experimento clásico de Young Las ondas interfieren en la región de superposición Condición máx.: Condición mín.: d- diferencia de trayectoria óptica de las ondas - longitud de onda

color Longitud de onda, nm Frecuencia, THz rojo 760-620 385-487 naranja 620-585 484-508 amarillo 585-575 508-536 verde 575-510 536-600 azul 510-480 600-625 azul 480-450 625- 667 violeta 450-380 667-789 Al estudiar las franjas de interferencia, Jung fue el primero en determinar la longitud y la frecuencia de las ondas de luz de diferentes colores. significados modernos dado en la tabla.

Con la ayuda de su teoría de la interferencia, Jung logró por primera vez explicar el conocido fenómeno: la coloración multicolor de películas delgadas (películas de aceite sobre agua, pompas de jabón, alas de libélula...)

Interferencia en películas delgadas Las ondas de luz coherentes reflejadas desde las superficies superior e inferior interfieren. el espesor de la película no es el mismo y los máximos de interferencia para ondas de diferentes longitudes se observan en diferentes lugares de la película

Anillos de Newton. Las ondas 1 y 2 son coherentes. La onda 1 se refleja desde la interfaz vidrio-aire La onda 2 se refleja desde la interfaz aire-vidrio El patrón de interferencia se produce en el espacio de aire entre las placas de vidrio

Gracias por tu atención D.Z. §67-69

Interferencia de ondas mecánicas Adición de ondas
¿Qué sucede con las ondas sonoras cuando
una conversación de varias personas cuando toca una orquesta,
¿El coro canta, etc.?
¿Qué observamos cuando estamos en el agua al mismo tiempo?
cayendo dos piedras
o gotas?

Vamos a rastrearlo en un modelo mecánico.

Interferencia.

ondas coherentes.

Interferencia de luz

Interferencia en películas delgadas.

Esquema de la experiencia de Jung

Observación de interferencias en el laboratorio

Máximos y mínimos de interferencia

Burbuja

anillos de newton

La difracción es una desviación de la propagación rectilínea de las ondas.

Difracción de ondas de luz

Teoría de Fresnel.

La distancia sobre la cual se repiten los trazos en la rejilla se llama período de la rejilla de difracción. Designado con la letra d. Si

"Refracción de la luz" - Refracción de la luz en diferentes líquidos y vidrios. El curso de los rayos de luz Los rayos de luz y el principio de Fermat. El lugar geométrico de todos esos focos de haces no homocéntricos se llama cáustico. Se vertió mercurio sobre la lámina, que formó una amalgama con el estaño. características de luz. Un conjunto de rayos de luz cercanos se puede considerar como un haz de luz.

"Propagación de la luz" - El camino de los rayos en una lente delgada. Dispositivos ópticos. 2. Un haz de luz cae sobre la superficie del agua en un ángulo de 300 con respecto al horizonte. Si imagen: -f imaginaria< 0 -действительное f >0 Si la lente es: - F convergente > 0 - F divergente< 0. D - расстояние от предмета до линзы. Линзы. Образование тени и полутени.

"Physics Mirage" - Aquí está una de las pinturas que se pueden ver. Intérprete: estudiante de noveno grado Remeshevsky Vitaly Sergeevich. Astigmatismo. Ilusiones mixtas. Levitación. Líder: profesora de física Tatyana Gennadievna Dolmatova. Natural o creado por la naturaleza (por ejemplo, un espejismo); Cambiantes. El resultado son dos imágenes.

"Difracción de la luz" - Plan de lección: Las rejillas de difracción se utilizan para descomponer la radiación electromagnética en un espectro. Difracción de ondas mecánicas. Condiciones para la coherencia de las ondas de luz. Por lo tanto, la onda después de pasar por la ranura se expande y se deforma. La experiencia de T. Jung. 1802 La difracción de la luz va acompañada de interferencia.

"El ojo humano" - ¿Qué es la aurora? ¿Por qué a veces vemos cosas que en realidad no existen? Área de formación del arco iris. Y los círculos, después de todo, están completamente inmóviles. ¿pecado? /¿pecado? = n1 / n2. Por lo tanto, el observador ve la imagen distorsionada. La ley de la refracción de la luz. Conclusión: el 90% de la información llega a nuestro cerebro a través de los ojos. Aprendimos que las leyes de la óptica se describen usando funciones trigonométricas.

"Interferencia y Difracción" - Biprisma de Fresnel. A) de un alambre delgado; b) de un agujero redondo; c) desde una pantalla redonda opaca. Cada punto de la superficie de la onda es una fuente de ondas esféricas secundarias. Ilustración de la óptica n (películas)

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