Інтерференція світла

• Що таке дисперсія світла?
• Як можна спостерігати явище дисперсії світла?
• Висновок з дослідів Ньютона.
• Чим пояснюється розкладання білого світла на кольорові промені?
• Що таке спектр?
• На скляну призму спрямовують промінь червоно або зеленого кольору. Чи буде спостерігатися розкладення цього світла на які-небудь кольорові промені?
• Чи спостерігається дисперсія світла при проходженні через вакуум?

Актуалізація опорних знань

• Що таке монохроматичне світло?
• При проходженні білого світла через призму світло заломлюється. Промені якого кольору мають найбільший показник заломлення? найменший показник заломлення?
• Промені якого кольору мають найбільшу довжину хвилі? найменшу довжину хвилі?
• Які характеристики світлової хвилі?
• Яка з характеристик світлової хвилі не змінюється при переході з одного середовища в інше?

​

Актуалізація опорних знань

• Як зв’язані відносний показник заломлення світла та швидкість світла у різних середовищах? довжина хвилі у різних середовищах?
• Чому навколишній світ ми бачимо різнокольоровим?
• Чому ми бачимо предмети білими? чорними? червоними?
• Які промені пропускає зафарбоване скло?
• Чому виникає веселка?

Актуалізація опорних знань

• Довжина хвилі червоної лінії спектру водню 656,3 нм, а у склі – 410 нм. Який показник заломлення скла для цього світла?

​

• Довжина хвилі фіолетових променів світла у повітрі 400 нм. Яка довжина цієї хвилі у воді?

​

​

Розв’язування задач

​

Світлові пучки, зустрічаючись, не діють один на одний.

​

Досліди показують, що хвилі підкоряються принципу суперпозиції: хвилі не взаємодіють одна з одною та поширюються незалежно одна від одної.

​

1

Принцип незалежності світлових пучків

Інтерференція хвиль на воді

4

Інтерференцією хвиль називається явище підсилення коливань в одних точках простору й ослаблення в інших у результаті накладання двох або кількох хвиль, які надходять у ці точки.

Інтерференція хвиль

5

Інтерференційна картина – перерозподіл інтенсивності світла в результаті накладення (суперпозиції) декількох світлових хвиль. Це явище супроводжується чергуванням в просторі максимумів і мінімумів інтенсивності.

Інтерференція світла

6

Умова отримання стійкої інтерференційної картини:

хвилі, що накладаються одна на одну, повинні бути когерентними

Інтерференція світла

6

Умова отримання стійкої інтерференційної картини:

хвилі, що накладаються одна на одну, повинні бути когерентними

Когерентними називають хвилі, що мають однакову частоту і сталу різницю фаз коливань

Інтерфере́нція  — явище накладання двох або більше когерентних світлових хвиль в результаті чого в одних місцях спостерігається підсилення результуючої хвилі (інтерференційний максимум), а в інших місцях послаблення (інтерференційний мінімум)

Інтерференція світла

8

В даній точці простору буде спостерігатись інтерференційний максимум ( підсилення коливань), якщо в різницю ходу хвиль вкладається парне число півхвиль (ціле число хвиль)

підсумок

Інтерференційний максимум

k = 0, 1, 2, ...

9

В різницю ходу вкладається непарне число півхвиль

​

підсумок

Інтерференційний мінімум

k = 0, 1, 2, ...

10

• Якщо ж у цю точку дві хвилі приходять у протифазі, тобто максимум однієї із хвиль накладається на мінімум іншої, ці хвилі послаблюють одна одну.
• Амплітуда коливань середовища в певній точці мінімальна, якщо різниця ходу двох хвиль, що збуджують коливання в цій точці, дорівнює непарному числу напівхвиль.

Інтерференція світла

11

Інтерференція в тонких плівках

16

Інтерференція в тонких плівках

17

Кільця Ньютона

18

Дослід Т. Юнга (1801 р.)

20

На екрані утворюються інтерференційні смуги. За допомогою цього досліду Т.Юнг уперше визначив довжину хвиль, які відповідають світлу різного кольору.

Дослід Т. Юнга (1801 р.)

21

Інтерференція світла від двох щілин різного розміру

23

Інтерференція світла навколо нас

25

Залежність вигляду плівки від кута падіння променів

Інтерференція на плівці лака у повітрі

29

Інтерференція на плівці бензину

31

Явище інтерференції застосовується для поліпшення якості оптичних приладів (просвітлення оптики) і отримання високоотражающіх покриттів. Так як сучасні об'єктиви містять велику кількість лінз, то число відображень у них велике, а тому великі і втрати світлового потоку. Таким чином, інтенсивність минулого світла послаблюється і світлосила оптичного приладу зменшується. Крім того, відбиття від поверхонь лінз призводять до виникнення відблисків, що часто (наприклад, у військовій техніці) демаскує положення приладу.

Застосування явища інтерференції

33

Просвітлення оптики — збільшення прозорості деталей

оптичних систем нанесенням на їхні поверхні тонкого шару

певної речовини з показником заломлення, меншим, ніж у

матеріалу оптичної деталі.

• Просвітлення оптики — результат інтерференції світла, яке відбивається від передньої та задньої границь цього шару (просвітлюючої плівки).
• Метод просвітлення оптики вперше запропонований українським фізикиом О.Смакулою в 1935 році.

Застосування явища інтерференції

34

Явище інтерференції також застосовується в дуже точних вимірювальних приладах, званих інтерферометрами. Всі інтерферометри засновані на одному і тому ж принципі і розрізняються лише конструкційної.

Застосування явища інтерференції

36

Інтерферометр – прилад, у якому використовують інтерференцію для вимірювання довжини хвиль світла, показників заломлення прозорих середовищ, тощо.

Застосування явища інтерференції

39

Явище інтерференції хвиль, розсіяних від деякого об'єкта (або пройшли через нього) з «опорною» хвилею, лежить в основі голографії (в т.ч. оптичної, акустичної або СВЧ-голографії).

Застосування явища інтерференції

37

Інтерференційні хвилі від окремих «елементарних» випромінювачів використовуються при створенні складних випромінюючих систем (антен) для електромагнітних і акустичних хвиль.

Застосування явища інтерференції

38

• Що таке інтерференція світла?
• Умови спостереження інтерференційних максимумів?
• Умови спостереження інтерференційних мінімумів?
• Між двома скляними пластинками розміщено тонку волосину, що призвела до утворення повітряного клина. Чому у відбитому світлі спостерігається інтерференція?
• Чи буде спостерігатися інтерференція світлових променів, що йдуть від двох однакових ламп розжарювання?
• Чому товстий шар нафти не має райдужного забарвнення?
• Чи можна спостерігати інтерференцію світла від двох поверхонь віконного скла?
• Видуваючи мильну бульбашку та спостерігаючи за нею у відбитому світлі, можна помітити на її поверхні райдужні кольори. Поясніть це явище.

Закріплення знань

1. Різниця ходу двох когерентних променів з довжиною хвилі 600 нм, що сходяться в певній точці, становить 1,5 мкм. Посилення чи послаблення світла спостерігатиметься у цій точці?

​

• В деяку точку простору потрапляють два пучки світла з довжиною хвилі 700 нм та з оптичною різницею ходу 7 мкм. Підсилення або послаблення світла спостерігається у даній точці простору?

Розв’язування задач