Применение явлений волновой оптики

Интерференция света 1.Радужные цвета тонких пленок 2.Просветление оптики 3.Интерферометры

Радужные цвета тонких пленок Интерференционная картина зависит от: угла, под которым наблюдается пленка толщины пленки

Просветление оптики – уменьшение отражения света от поверхности линзы в результате нанесения на нее специальной пленки. Назначение: уменьшение доли отражаемой энергии света от поверхности оптических стекол. Области применения: просветляют объективы современных фотоаппаратов и кинопроекторов, перископы подводных лодок и др. оптические устройства, состоящие из большого числа оптических стекол.

Определение толщины покрытия: Световые волны 1 и 2, отраженные от передней и задней поверхности пленки, оказываются в противофазах, если их время запаздывания равно: С другой стороны, при падении луча перпендикулярно пленке:

Толщина покрытия : Длина волны света в пленке - Длина волны света в воздухе -

Объектив фотоаппарата с просветленной оптикой: Отражение света крайних участков спектра – красного и фиолетового – ослабляется незначительно. Поэтому объектив с просветленной оптикой в отраженном свете имеет сиреневый оттенок.

Дифракция света 1.Дифракционная решетка как спектральный прибор 2.Гало 3.Голография

Гало (франц. halo, от греч. halos световое кольцо вокруг Солнца или Луны) группа оптических явлений в атмосфере; возникают вследствие преломления и отражения света ледяными кристаллами, образующими перистые облака и туманы.

Наиболее обычные формы гало: радужные круги вокруг диска Солнца или Луны с угловым радиусом 22° или 46°;диска паргелии- яркие радужные пятна справа и слева от Солнца (Луны) на расстояниях 22°, реже 46°; околозенитная дуга отрезок радужной дуги, обращенной выпуклостью к Солнцу; паргелический круг белый горизонтальный круг, проходящий через диск светила; столб часть белого вертикального круга, проходящего через диск светила; в сочетании с паргелическим кругом образует белый крест.

Гало в народных приметах: русские народные приметы говорят, что появление вокруг либо около луны подобных светлых колец, дуг, пятен, столбов - к дождю. луны

ГОЛОГРАФИЯ (от греч. холос – полный и графо – пишу) – способ получения объемных изображений предметов на фотопластинке с помощью лазералазера

Дисперсия света 1.Радуга 2.Закат 3.Спектроскоп. Спектральный анализ.

Радуга это оптическое явление, связанное с преломлением световых лучей на многочисленных капельках дождя. Условия наблюдения: -наблюдается только в стороне, противоположной Солнцу -радуга возникает, когда Солнце освещает завесу водяных капель в воздухе -угловая высота Солнца над горизонтом не превышает 42°.

Вторичная радуга - более широкая и размытая - цвета во вторичной радуге чередуются в обратном порядке: от красного (крайняя внутренняя область дуги) до фиолетового (крайняя внешняя область) - может наблюдаться, если высота Солнца над горизонтом не превышает примерно 52.

Объяснение возникновения радуги: При определенном угле падения лучей происходит полное отражение внутри капли. На границе воздух-вода Происходит преломление лучей: фиолетовых- сильнее(41 0 ), красных- слабее (43 0 )

Объяснение возникновения радуги: Солнечные лучи- параллельны. От множества капель, находящихся на поверхности конуса с углом при вершине 43 0, в глаз наблюдателя попадают красные лучи, а фиолетовые. Остальные цвета- между ними.

Закон Рэлея : интенсивность рассеянного света пропорциональна четвертой степени частоты Глядя на солнце, наблюдатель воспринимает свет, прошедший через атмосферу без рассеяния; спектр этого света сдвинут к низким частотам

Спектроскоп - прибор для разделения светового или любого другого излучения на его составляющие, имеющие различные длины волн Спектроскоп двухтрубный служит для наблюдения и исследования различных спектров.

Оптическая схема призменного спектрографа: 1 - входная щель, 2 - коллиматорный объектив, 3 - призма, 4 - камерный объектив, 5 - фотопластинка, d - действующее отверстие прибора, b - длина основания призмы, j - угол отклонения луча призмой. 1 - входная щель, 2 - коллиматорный объектив, 3 - призма, 4 - камерный объектив, 5 - фотопластинка, d - действующее отверстие прибора, b - длина основания призмы, j - угол отклонения луча призмой.

Первый спектроскоп:

Спектрограф прибор для получения спектра излучения (обычно, света) и определения его свойств на различных участках. Простейший оптический спектрограф представляет собой комбинацию призмы, разлагающую свет и средство для наблюдения полученного спектра, например, окуляр или фотопластинку. Вместо призмы может также использоваться дифракционная решетка.

Поляризация света 1.Проявление поляризации в природе. 2.Поляроиды. Поляриметры. 3.Оптоволоконная связь.

Схема строения зрительных рецепторов человека (слева) и членистоногого (справа): У человека молекулы родопсина расположены беспорядочно с складках внутриклеточной мембраны, у членистоногих – на выростах клетки, аккуратными рядами.

Поляризация – это ориентированность колебаний световой волны в пространстве Светофильтры пропускают часть света, волны которого определенно ориентированы.. Если через фильтр смотреть на поляризованный свет и при этом поворачивать фильтр, яркость пропускаемого света будет меняться: -max при совпадении направления пропускания фильтра с поляризацией света - min при полном, (на 90°) расхождении этих направлений.

Проявление поляризации в природе: поляризованность света, исходящего от чистого неба поляризованность отраженного света, бликов, лежащих на поверхности воды

Применение поляроидов: устранение бликов при фотосъемке (например, дна неглубокого водоема или картин и музейных экспонатов, защищенных стеклом). применение поляроидов в противосолнечных очках или ветровом стекле позволяет убрать мешающие, слепящие блики от поверхности моря или влажного шоссе.

ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА- раздел оптики, в котором изучаются распространение света и передача информации по световодам. Методы волоконной оптики используются: в оптической связи в медицинских приборах (освещение носоглотки, желудка и т. д.) в скоростной киносъемке в ядерной физике (регистрация треков ядерных частиц) в фототелеграфии и телеметрии (преобразователи кода и шифровальные устройства) в вычислительной технике, акустике и т. д.

Достоинства применения оптического волокна: Очень малое затухание светового сигнала в волокне. Оптические волокна очень компактны и легки. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. Важное свойство оптического волокна – долговечность.

Недостатки применения оптического волокна: требуется дорогостоящее технологическое оборудование затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями

Применение световолоконной оптики в быту: