Wykład - interferencja i dyfrakcja

Nasza ocena:

3
Pobrań: 35
Wyświetleń: 553
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Wykład - interferencja i dyfrakcja - strona 1 Wykład - interferencja i dyfrakcja - strona 2 Wykład - interferencja i dyfrakcja - strona 3

Fragment notatki:

INTERFERENCJA • Nakładanie się fal nazywamy ogólnie superpozycją;
• Nakładanie się spójne (koherentne) fal - interferencja;
Źródła spójne - drgające zgodnie w fazie albo takie, dla których fazy wiążą się ze sobą w określony sposób (przesunięcia fazowe między wiązkami nie powinny podlegać zbyt szybkim zmianom).
• Interferencja polega na nałożeniu się dwóch fal z ich fazami i amplitudami - koherentne (spójne) - w odróżnieniu od „zwykłego” nałożenia się natężeń tych fal w przypadku źródeł niespójnych.
• Światło jako fala elektromagnetyczna ma częstotliwość tak dużą, że każdy detektor rejestruje uśrednioną w czasie () wartość natężenia I, proporcjonalną do modułu wektora Poyntinga S:
Jeśli nakładające się fale nie są w żaden sposób zgodne w fazie, średnia czasowa „traci” informację o fazach tych fal.
*oznacza liczbę zespoloną sprzężoną
INTERFERENCJA - c.d.1
• Każde rzeczywiste źródło światła emituje foton = kwant promieniowania elektromagnetycznego, którego „odpowiednikiem” falowym jest paczka falowa = ograniczony w czasie i przestrzeni zbiór fal sinusoidalnych. Żeby takie paczki mogły się nałożyć (interferować) muszą na siebie „trafić”!
Istnieje pewna charakterystyczna dla danego źródła promieniowania różnica dróg ΔL0 pomiędzy dwiema interferującymi paczkami falowymi, żeby mogły one jeszcze ze sobą interferować. Nazywamy ją długością koherencji (albo drogą koherencji). Wielkość ta odpowiada z kolei różnicy czasu między paczkami - czasowi koherencji Δt0 - związanemu z drogą wzorem:
INTERFERENCJA - c.d.2
• Jeżeli źródło światła promieniuje fale elektromagnetyczne w pewnym zakresie częstości Δf, zwanym szerokością widma, to czas koherencji Δt0 tego źródła jest związany z tą szerokością wzorem:
• Jednym z warunków koniecznych spójności źródła fali jest więc jego „wysoka” monochromatyczność (czyli jak najmniejsza szerokość Δf albo inaczej: jak najdokładniej określona długość fali wysyłanego przezeń promieniowania).
• Praktycznie spójność obu „źródeł” realizuje się poprzez podział fali z jednego źródła (np. 2 otwory w doświadczeniu Younga lub płytka światłodzieląca w interferometrze Michelsona). Należy jednak ciągle zadbać o to, aby różnica dróg między tak podzielonymi składowymi nie przekraczała drogi koherencji!


(…)

…:
INTERFERENCJA - c.d.7
• Interferencja w płytce płasko-równoległej - prążki równego nachylenia
różnica dróg optycznych między promieniami, odbitymi obu powierzchni płytki:
jeśli: nastąpi wzmocnienie Przykład: barwy interferencyjne baniek mydlanych.
• Interferencja w klinie - prążki równej grubości
INTERFERENCJA - c.d.8
• Odmiana prążków równej grubości: pierścienie Newtona
• Interferometr Michelsona
- dawna…
…:
gdzie: Maksima dla:
Zdolność rozdzielcza:
(m - rząd widma)
DYFRAKCJA czyli ugięcie światła na przesłonie, której wymiary są porównywalne z długością fali.
• Dyfrakcja na pojedynczej prostokątnej szczelinie
Natężenie światła za szczeliną: gdzie: DYFRAKCJA - c.d.
• Dyfrakcja na kołowym otworze
Amplituda promieniowania ugiętego pod kątem θ:
Funkcja Bessela pierwszego rzędu 10
L …
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz