Дифракция света Урок-презентация учителя МОУ «СОШ №56»

Дифракция света
Урок-презентация
учителя МОУ
«СОШ №56»
Ленинского района
г. Саратова
Суховой Татьяны
Михайловны
Многообразие оптических явлений делает окружающий мир
загадочным и потрясающе красивым. Явления, подтверждающие
волновую природу света – интерференция и дифракция.
Томас Юнг
(13.06.1773-10.05.1829)
•
В 1803 г. Т. Юнг реализовал первый
вариант этого опыта. «Я сделал
маленькую дырочку в оконной
ставне и покрыл ее куском толстой
бумаги, которую я проколол тонкой
иглой. На пути солнечного луча я
поместил бумажную полоску
шириной около одной тридцатой
дюйма и наблюдал ее тень или на
стене или на перемещаемом
экране. Рядом с цветными
полосами на каждом краю тени
сама тень была разделена
одинаковыми параллельными
полосами малых размеров, число
полос зависело от расстояния, на
котором наблюдалась тень, центр
тени оставался всегда белым.
Опыт Юнга
Эти полосы были
результатом соединения
частей светового пучка,
прошедших по обе стороны
полоски и инфлектировавших,
скорее дифрагировавших, в
область тени».
Т. Юнг доказал правильность
такого объяснения, устраняя
одну из двух частей пучка.
Интерференционные полосы
при этом исчезали, хотя
дифракционные полосы
оставались.
Дифракция света – огибание световой волной
непрозрачных тел с проникновением в область
геометрической тени и образованием там
интерференционной картины.
Если смотреть на небольшой
удалённый источник света
через круглое отверстие в
непрозрачном экране,
установленном
непосредственно перед глазом,
то при уменьшении диаметра
отверстия снижается яркость и
изменяется сама картина:
изображение становится
сначала более размазанным,
затем почти круглым пятном,
вокруг которого появляются
слабые окрашенные кольца.
Дифракция световых волн обуславливает
отклонение от закона прямолинейного
распространения света.
От тонкой проволочки
От круглого отверстия
От круглого экрана
По законам геометрической оптики свет должен проходить
через отверстие прямолинейно, однако, опыт показывает, что
свет способен огибать непрозрачные препятствия, проникая в
область геометрической тени.
Христиан Гюйгенса
(14.04.1629 - 8.07.1695) :
В становлении
представлений о
том, что
распространение
света является
волновым
процессом большую
роль сыграл
принцип Гюйгенса.
Принцип Гюйгенса
Каждая точка поверхности,
достигнутая световой
волной, является
вторичным источником
световых волн. Огибающая
вторичных волн, становится
волновой поверхностью в
следующий момент
времени.
Принцип Гюйгенса позволяет
понять, почему происходит
дифракция. Вторичные волны,
испускаемые участками среды,
проникают за края препятствия,
расположенного на пути
распространения волны,но не
может объяснить явлений
дифракции
Френель Огюстен Жан
(10.05.1788–14.06.1827).
Огюстен Френель
заложил основы
волновой оптики,
дополнив принцип
Гюйгенса идеей
интерференции
вторичных волн, он
построил
количественную
теорию дифракции.
Принцип Гюйгенса-Френеля:
Каждый элемент
волнового фронта
можно рассматривать
как центр вторичного
возмущения,
порождающего
вторичные
сферические волны,
а результирующее
световое поле в
каждой точке
пространства будет
определяться
интерференцией этих
волн.
Дифракционная картина, возникающей на
экране при дифракции света на линейном
препятствии (щель)
Модель дифракционной картины, возникающей на
экране при дифракции света на линейном препятствии
(щель), при различных длинах волн падающего света.
Дифракционная картина, возникающей на
удаленном экране при дифракции света на
линейном препятствии (игла).
Модель дифракционной картины, возникающей на
удаленном экране при дифракции света на линейном
препятствии (игла),при различных длинах волн
падающего света и размерах препятствия.
Модель дифракционной картины, возникающей на
экране при дифракции света на круглом препятствии
(шарик), при различных длинах волн падающего света
и размерах препятствия.
Дифракционная картина, возникающей на экране
при дифракции света на препятствии (круглое
отверстие).
Модель дифракционной картины, возникающей на экране
при дифракции света на препятствии (круглое отверстие),
при различных длинах волн падающего света и размерах
препятствия.
Лунные венцы.
Границы применимости
геометрической оптики.
Наиболее отчетливо
дифракция света
проявляется тогда,
когда выполняется
данное условие
(условие наблюдения
дифракции).
Где D- размер
препятствия или
отверстия, - длина
световой волны, Lрасстояние от
препятствия до места,
где наблюдается
дифракционная картина.
L
2
D

Разрешающая способность
оптических приборов.
Дифракция налагает
также предел на
разрешающую
способность телескопа.
Предельное угловое
расстояние() между
светящимися точками,
при котором их можно
различать,
определяется
отношением длины
волны() к диаметру
объектива (D).


D
Свет обладает волновыми
свойствами, ему присущи
явления интерференции и
дифракции.
Нет отдельно интерференции и
отдельно дифракции – это единое
явление, но в определённых условиях
больше выступают
интерференционные, в других –
дифракционные свойства света.
ЛИТЕРАТУРА
• Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика: учебник для 11кл.
– М.:Просвещение
• Железовский Б.Я. Лекции по оптике для студентов СГУ
• Образовательные комплексы. Физика,7-11 кл,
Библиотека наглядных пособий
• Программы Физикона, Физика 7-11 кл, Локальная версия
• Кирилл и Мифодий, Учебные электронные издания
БЭНП Физика