Основы оптики
Определение оптической разности хода световых волн, возникающих при отражении монохроматического света от тонкой пленки. Условия максимального усиления света. Определение минимальной толщины пленки. Расчет оптической длины пути пройденного светом.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | задача |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.07.2015 |
| Размер файла | 86,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
На тонкую пленку в направлении нормали к её поверхности падает монохроматический свет с длиной волны . Отраженный от неё свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину пленки, если показатель преломления материала пленки .
Решение. Найдём оптическую разность хода световых лучей. Оптическая разность хода световых волн, возникающих при отражении монохроматического света от тонкой плёнки, равна
Здесь - толщина плёнки, а - угол отклонения луча от нормали.
При оптическая разность хода
оптический световой пленка
Действительно, первый луч отражается от верхней поверхности плёнки, а второй луч проходит сквозь толщину плёнки до нижней поверхности отражается и снова проходит ту-же толщину прежде, чем наложится на первый луч. Наложение лучей это и есть интерференция света. То есть геометрически второй луч проходит на больший путь (рисунок). А оптически на больший. Кроме того, при отражении от оптически более плотной среды, разность хода изменяется на половину длины волны.
Интерференция света характеризуется следующим. Интенсивность максимально усиливается, если оптическая разность хода состоит из целого числа волн. Следовательно, условие максимального усиления света
Подставляя в первые формулы, получим
Отнимем от обеих частей последнего равенства .
Получим
или после сокращения
Разделим обе части последнего неравенства на . Получим
или после сокращения
При разных значениях получаются различные значения . Минимальное значение получится при . Подставляем в последнюю формулу . Получим
Таким образом
Подставим данные в формулу
Проверим размерность.
Ответ:
Теория необходимая для решения задачи. Оптической длиной пути света называется произведение геометрической длины пути , пройденного светом в среде, на показатель преломления этой среды: .
Оптической разностью хода двух волн называется разность оптических длин пути этих волн .
Интерференция света это физическое явление сложения двух волн, вследствие которого наблюдается устойчивая по времени картина усиления или ослабления результирующих световых колебаний в различных точках пространства.
Одна среда называется оптически более плотной, чем другая, если у неё коэффициент преломления больше.
Оптическая разность хода световых волн, возникающих при отражении монохроматического света от тонкой плёнки,
При интерференции свет максимально усиливается, если оптическая разность хода состоит из целого числа волн. Следовательно, условие максимального усиления света
Для справки: один нанометр или .
Литература
1. Чертов А. Г. Физика. Методические указания и контрольные задания. М: “Высшая школа”, 1987, 208 с.
2. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика. Учебник для 11 класса. М: “Просвещение”, 1989, 320 с.
3. Яворский Б. М., Детлаф А. А. Справочник по физике. М: “Наука”, 1981, 512 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Сущность закона преломления света. Условие максимума и минимума интерференции. Соотношение для напряженностей падающей и отраженной волны. Определение скорости уменьшения толщины пленки. Сущность оптической длины пути и оптической разности хода.
контрольная работа [68,4 K], добавлен 24.10.2013Интерференция, получаемая делением волнового фронта, получаемая делением амплитуды и при отражении от плоскопараллельной пластинки и клина. Кольца Ньютона, оптическая разность хода световых волн, бипризма Френеля. Роль тонкой пленки, просветление оптики.
лекция [199,6 K], добавлен 24.09.2013Рассмотрение шкалы электромагнитных волн. Закон прямолинейного распространения света, независимости световых пучков, отражения и преломления света. Понятие и свойства линзы, определение оптической силы. Особенности построения изображения в линзах.
презентация [1,2 M], добавлен 28.07.2015Волновая теория света и принцип Гюйгенса. Явление интерференции света как пространственного перераспределения энергии света при наложении световых волн. Когерентность и монохроматичных световых потоков. Волновые свойства света и понятие цуга волн.
презентация [9,4 M], добавлен 25.07.2015Понятие дифракции световых волн. Распределение интенсивности света в дифракционной картине при освещении щели параллельным пучком монохроматического света. Дифракционная решетка, принцип Гюйгенса - Френеля, метод зон. Дифракция Фраунгофера одной щели.
реферат [43,7 K], добавлен 07.09.2010Понятие оптического излучения и светового луча. Оптический диапазон длин волн. Расчет и конструирование оптических приборов. Основные законы геометрической оптики. Проявление прямолинейного распространения света. Закон независимости световых пучков.
презентация [12,0 M], добавлен 02.03.2016Электромагнитная природа света. Понятие поперечности световых волн. Поляризация света, практическое использование полученных знаний при работе с сахариметром. Теоретическая основа использования поляризованного света при микроскопических исследованиях.
методичка [168,1 K], добавлен 30.04.2014Когерентные волны. Монохроматические волны различных частот. Получение когерентных световых волн. Контрастность интерференционной картины. Параллельная плоскость симметрии оптической системы. Оптическая длина пути. Интерференция в тонких плёнках.
реферат [82,7 K], добавлен 11.11.2008Определение оптики. Квантовые свойства света и связанные с ними дифракционные явления. Законы распространения световой энергии. Классические законы излучения, распространения и взаимодействия световых волн с веществом. Явления преломления и поглощения.
презентация [1,3 M], добавлен 02.10.2014Расчет длины волны из опыта Юнга и колец Ньютона. Интерференция света как результат наложения двух когерентных световых волн. Подробный расчет всех необходимых величин. Определение длины волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс.
лабораторная работа [469,3 K], добавлен 11.06.2010Технология изготовления элементов интегральной оптики методом ионного обмена в стеклянных подложках. Промышленные технологии стыковки волоконных световодов и интегрально-оптических волноводов. Процесс напыления маскирующей пленки и фотолитографии.
дипломная работа [5,6 M], добавлен 09.10.2013Сложение двух когерентных световых волн, поляризованных в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Рассмотрение частного случая поляризации света. Обнаружение эллиптически- и циркулярно-поляризованного света. Пластинки для компенсации разности фаз.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 13.04.2012Длины световых волн. Закон прямолинейного распространения света. Относительные показатели преломления. Явление полного внутреннего отражения для построения световодов. Вектор плотности потока энергии. Фазовая и групповая скорости монохроматической волны.
реферат [893,5 K], добавлен 20.03.2014Основы теории дифракции света. Эксперименты по дифракции света, условия ее возникновения. Особенности дифракции плоских волн. Описание распространения электромагнитных волн с помощью принципа Гюйгенса-Френеля. Дифракция Фраунгофера на отверстии.
презентация [1,5 M], добавлен 23.08.2013Обзор дифракции в сходящихся лучах (Френеля). Правила дифракции световых волн на круглом отверстии и диске. Схема дифракции Фраунгофера. Исследование распределения интенсивности света на экране. Определение характерных параметров дифракционной картины.
презентация [135,3 K], добавлен 24.09.2013Изучение явлений интерференции и дифракции. Экспериментальные факты, свидетельствующие о поперечности световых волн. Вывод о существовании электромагнитных волн, электромагнитная теория света. Пространственная структура эллиптически-поляризованной волны.
презентация [485,0 K], добавлен 11.12.2009Понятие дисперсии света. Нормальная и аномальная дисперсии. Классическая теория дисперсии. Зависимость фазовой скорости световых волн от их частоты. Разложение белого света дифракционной решеткой. Различия в дифракционном и призматическом спектрах.
презентация [4,4 M], добавлен 02.03.2016Основы оптической голографии. Схемы записи оптических голограмм, отличие от фотографии, маркировка. Разделение пучка когерентного света. Пропускающая голограмма И. Лейта и Ю. Упатниекса. Восстановления изображения с помощью источника белого света.
презентация [4,8 M], добавлен 14.04.2014Определение фокусных расстояний собирающих и рассеивающих линз, увеличения и оптической длины трубы микроскопа, показателя преломления и средней дисперсии жидкости, силы света лампочки накаливания и ее светового поля. Изучение законов фотометрии.
методичка [1023,5 K], добавлен 17.05.2010Основные достижения в области физики Томаса Юнга: разработка принципа суперпозиции и поперечности световых волн, объяснение явления дифракции, введение модуля упругости. Физическое сущность, причины появления и условия наблюдения интерференции света.
презентация [1,1 M], добавлен 13.11.2010
