раздел физики, в котором изучаются свойства света

Свет –это поток мельчайших Свет – это частиц (корпускул), электромагнитное испускаемых светящимися возмущение (волна), телами и распространяющееся распространяющихся через поле в соответ- в соответствии с законами ствии с законами механики. электромагнетизма.

Волновую природу света подтверждает: дифракция света интерференция света

Четкая геометрическая тень за освещенным объектом представлялась весомым доказательством прямолинейного распространения света и его корпускулярной природы. Тем не менее, чем дальше находится от объекта тень, тем более расплывчатыми становятся ее очертания.

С одной стороны, свет проникает в область геометрической тени, с другой – ослабление освещенности наблюдается в тех частях пространства, где тень, казалось бы, должна отсутствовать.

Подобное огибание препятствий характерно, например, для волн на воде, когда после входа в бухту волна распространяется не только прямолинейно, но и под разными углами к первоначальному направлению распространения взаимодействия.

Опыт показал, что за непрозрачным диском, освещенным монохроматическим светом (световые колебания одной частоты), может возникнуть светлое пятно даже в области геометрической тени. И – источник Д – диск Э -экран

Этот эффект не мог быть объяснен в рамках геометрической оптики, базирующейся, в частности, на прямолинейном распространении света в вакууме. Результаты последнего эксперимента впервые были предсказаны в 1918 г. французским математиком Симоном-Дени Пуассоном на основе волновой теории света. Любопытно, что Пуассон хотел опровергнуть своими необычными предсказаниями эту теорию. Однако контрольный опыт лишь блестяще ее подтвердил.

Чередование светлых и темных полос вне контура тени наблюдается и при освещении лезвия, а также круглого отверстия монохроматическим светом. Лезвие при освещении монохроматическим светом Увеличенное изображение тени вблизи края

Дифракция света на круглом отверстии Описанные эксперименты имеют характерную общую особенность. Неоднородность среды (поверхности лезвия и диска) нарушает целостность фронта световой волны, распространяющейся от источника, вызывает отклонение распространения волн от законов геометрической оптики, или ДИФРАКЦИЮ.

Дифракция – проявление волновых свойств света, приводящее к его проникновению в область геометрической тени.

Дифракция сопровождается нарушением целостности фронта волны, вызванным резкими неоднородностями среды. Это явление свойственно всем волновым процессам. Дифракция проявляется в нарушении прямолинейности распространения световых лучей, огибании волнами препятствий, в проникновении света в область геометрической тени.

Дифракционная решетка Главные максимумы: dsin α т =mλ, где m=0; ± 1; ± 2;….- порядок спектра На явлении дифракции основано устройство оптического прибора – дифракционной решетки (совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками). Число штрихов доходит до нескольких тысяч на 1 мм. d=a+b –период решетки / 10мкм Увеличение яркости картины объясняется тем, что каждая щель является источником когерентных вторичных волн.

Интенсивность света в главном дифракционном максимуме пропорциональна квадрату полного числа щелей дифракционной решетки. I ~N 2 I 0, где I 0 интенсивность света, излучаемого одной щелью.

При освещении дифракционной решетки немонохроматическим светом (например, солнечным), содержащим разные длины волн, свет разлагается в спектр, так как (согласно формуле) положение главных максимумов зависит от длины волны λ. Чем больше λ, тем больше угол α т, тем дальше от центра дифракционной картины располагается соответствующий максимум. Поэтому в спектре, даваемом дифракционной решеткой, красные линии с длиной волны α 1 расположены дальше от центра, чем синие ( λ 1 > λ 2 ), т.е. α 1 > α 2.

С помощью дифракционной решетки можно проводить очень точные измерения длины волны. Если период решетки известен, то определение длины волны сводится к измерению угла α, соответствующего направлению на максимум. Наши ресницы вместе с промежутками между ними представляют собой дифракционную решетку. Лазерный диск с бороздками подобен отражательной дифракционной решетке. Если вы посмотрите на отраженный им свет от электрической лампочки, то обнаружите разложение света в спектр.

Волны, созданные различными источниками, накладываются, усиливая или ослабляя друг друга. Рассмотрим взаимодействие двух волн на воде, вызванных одновременно двумя точечными источниками, находящимися на расстоянии I друг от друга. Подобные волны сжатия и разрежения могут возникнуть при одновременном опускании в воду двух карандашей, которые затем быстро вынимаются из воды.

Сложение волн от нескольких источников Наложение волн на воде

Интерференция (от лат. inter взаимно и ferio ударяю) явление наложения волн, вследствие которого наблюдается устойчивое во времени усиление или ослабление результирующих колебаний в различных точках пространства.

Интерферен -ционная картина для двух источников максимум интенсивности минимум интенсивности

Интерференция в тонких пленках Разделение волнового фронта. Интерференция Опыт Юнга В опыте Юнга естественный солнечный свет падал на экран с двумя щелями. В результате деления фронта волны световые волны, идущие от щелей, коге- рентны и создают устойчивую интерференционную картину. Фронт волны, обозначенный красным цветом, соответствует максимальному значению напряженности электрического поля волны, а желтым – минимальному.

Интерференция в тонких пленках Интерференционную картину вы видели много раз, когда наблюдали радужные переливы мыльных пузырей, тонкой пленки керосина либо нефти на поверхности воды. Объектив с просветляющим покрытием Гашение отраженных волн не происходит в фиолетовой области спектра.

Применение интерференции Просветление оптики - уменьшение отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на нее специальной пленки. d- толщина покрытия λ- длина волны света в пленке

Сейчас даже простые фотоаппараты снабжены просветленной оптикой. Гашение света светом не означает превращение световой энергии в другие формы. Как и при интерференции механических волн, гашение волн друг другом в данной области пространства означает, что световая энергия сюда просто не поступает. Гашение отраженных волн у объективов с просветленной оптикой приводит к тому, что весь свет проходит сквозь объектив.