«Световые кольца» Выполнил Соколов Всеволод Ученик 8 «В» класса Учитель Кашкина Людмила Викторовна 2015 год. - презентация

1 «Световые кольца» Выполнил Соколов Всеволод Ученик 8 «В» класса Учитель Кашкина Людмила Викторовна 2015 год

2 Ла́мер (англ. Laser), или опти́чешский ква́нтовый генера́тор это устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения. Что такое ламер?

3 1916 год: А. Эйнштейн предсказывает существование явления вынужденного излучения физической основы работы любого ламера. Строгое теоретическое обоснование в рамках квантовой механики это явление получило в работах П. Дирака в гг год: экспериментальное подтверждение Р. Ладенбургом и Г. Копферманном существования вынужденного излучения. В 1940 г. В. Фабрикантом и Ф. Бутаевой была предсказана возможность использования вынужденного излучения среды с инверсией населённостей для усиления электромагнитного излучения год: А. Кастлер предлагает метод оптической накачки среды для создания в ней инверсной населённости. До создания квантового генератора оставался один шаг год: первый микроволновой генератор ламер на аммиаке (Ч. Таунс, Басов Н. Г. и Прохоров А. М.). Из-за технологических трудностей многие учёные в то время считали, что создать генератор видимого излучения невозможно год: 16 мая Т. Мейман продемонстрировал работу первого оптического квантового генератора ламера. В декабре того же года был создан гелий-неоновый ламер(А. Джаван, У. Беннет, Д. Хэрриот). В 1961 г. был создан ламер на неодимовом стекле, а в течение следующих пяти лет были разработаны ламерные диоды, ламеры на красителях, ламеры на двуокиси углерода, химические ламеры. В 1963 г. Ж. Алфёров и Г. Кремер разработали теорию полупроводниковых гетероструктур, на основе которых были созданы многие ламеры. История

4 Направьте струю жидкости на твердую поверхность и осветите место контакта ламерным лучом. Можно увидеть световое кольцо вокруг струи. Найдите, как характеристики кольца зависят от существенных параметров. Я рассматривал 6 параметров: 1)направления ламерного луча; 2)состав раствора; 5)температура воды; 3)мощность струи; 6)поверхность; 4)высота струи; Я расскажу только про параметры 1,3,4; так как параметры 2,5,6 – несущественные. Задача:

5 Место контакта струи воды и поверхности – это окружность. Кольца зависят от того, в какую точку окружности попадёт луч. Если луч попадёт в центр окружности, то образуются 2 больших и ярких кольца, а если луч попадёт в край окружности, то образуются 2 больших и ярких кольца и до 3 маленьких и менее ярких колец, находящихся между 2 большими. Объяснение: если ламерный луч попадёт в центр струи, то луч не рассеивается, а чётко отражается и образует 2 больших и ярких кольца. А если луч попадает в край струи, то луч рассеивается сильнее и образует от 3 до 5 колец. Исследование характеристик колец от направления

6 При низкой или средней мощности струи (под которой мы моем руки) кольца образуются стандартно (2 – 5 колец). При высокой мощности струи образуются не кольца, а «Световая стена» высотой в несколько сантиметров. Объяснение: при высокой мощности струи поток воды разделяется на капли. Каждая капля отражает луч по - своему. Поэтому,в данном случае кольца образовываться не могут, так как не выполняются условия интерференции. Мощность струи

7 При низкой высоте струи (около 10 см) образуются яркие и большие кольца. При большой высоте струи (в несколько раз больше) образуются маленькие и менее яркие кольца. Объяснение: при большой высоте струи поток воды разделяется на капли. Поэтому больше света отражается и выходит из струи. И лишь малая часть света образует кольца. Высота струи

8 Световые кольца были бы невозможными без отражения, преломления и интерференции света. Количество и яркость колец зависят от следующих существенных параметров: мощности струи; высоты струи; от направления ламерного луча. Не зависят от: состава раствора; температуры воды; наклона и материала поверхности. Вывод: