24987

Волновые свойства света. Электромагнитная теория света

Шпаргалка

Физика

Электромагнитная теория света План ответа 1. Законы преломления и отражения света. Наиболее наглядно волновые свойства света обнаруживаются в явлениях интерференции и дифракции.

Русский

2013-08-09

38.5 KB

36 чел.

Билет №21

Волновые свойства света. Электромагнитная теория света

План ответа

1. Законы преломления и отражения света. 2. Интерференция и ее применение. 3. Дифракция. 4. Дисперсия. 5. Поляризация. 6. Корпускулярно-волновой дуализм.

Свет это электромагнитные волны в интервале частот 63 • 1014 - 8 • 1014 Гц, воспринимаемых человеческим глазом, т. е. длин волн в интервале 380 - 770 нм.

Свету присущи все свойства электромагнитных волн: отражение, преломление, интерференция, дифракция, поляризация. Свет может оказывать давление на вещество, поглощаться средой, вызывать явление фотоэффекта. Имеет конечную скорость распространения в вакууме 300 000 км/с, а в среде скорость убывает.

Наиболее наглядно волновые свойства света обнаруживаются в явлениях интерференции и дифракции. Интерференцией света называют пространственное перераспределение светового потока при наложении двух (или нескольких) когерентных световых волн, в результате чего в одних местах возникают максимумы, а в других минимумы интенсивности (интерференционная картина). Интерференцией света объясняется окраска мыльных пузырей и тонких масляных пленок на воде, хотя мыльный раствор и масло бесцветны. Световые волны частично отражаются от поверхности тонкой пленки, частично проходят в нее. На второй границе пленки вновь происходит частичное отражение волны (рис. 34). Световые волны, отраженные двумя поверхностями тонкой пленки, распространяются в одном направлении, но проходят разные пути. При разности хода I, кратной целому числу длин волн l = 2k λ/2.

При разности хода, кратной нечетному числу полуволн l = (2k + 1) λ/2, наблюдается интерференционный минимум. Когда выполняется условие максимума для одной длины световой волны, то оно не выполняется для других волн. Поэтому освещенная белым светом тонкая цветная прозрачная пленка кажется окрашенной. Явление интерференции в тонких пленках применяется для контроля качества обработки поверхностей просветления оптики. При прохождении света через малое круглое отверстие на экране вокруг центрального светлого пятна наблюдаются чередующиеся темные и светлые кольца; если свет проходит через узкую щель, то получается картина из чередующихся светлых и темных полос.

Явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении у края преграды называют дифракцией света. Дифракция объясняется тем, что световые волны, приходящие в результате отклонения из разных точек отверстия в одну точку на экране, интерферируют между собой. Дифракция света используется в спектральных приборах, основным элементом в которых является дифракционная решетка. Дифракционная решетка представляет собой прозрачную пластинку с нанесенной на ней системой параллельных непрозрачных полос, расположенных на одинаковых расстояниях друг от друга.

Пусть на решетку (рис. 35) падает монохроматический (определенной длины волны) свет. В результате дифракции на каждой щели свет распространяется не только в первоначальном направлении,

но и по всем другим направлениям. Если за решеткой поставить собирающую линзу, то на экране в фокальной плоскости все лучи будут собираться в одну полоску.

Параллельные лучи, идущие от краев соседних щелей, имеют разность хода         l= d sin φ, где d постоянная решетки расстояние между соответствующими краями соседних щелей, называемое периодом решетки, угол отклонения световых лучей от перпендикуляра к плоскости решетки. При разности хода, равной целому числу длин волн d sin φ = kλ, наблюдается интерференционный максимум для данной длины волны. Условие интерференционного максимума выполняется для каждой длины волны при своем значении дифракционного угла φ. В результате при прохождении через дифракционную решетку пучок белого света разлагается в спектр. Угол дифракции имеет наибольшее значение для красного света, так как длина волны красного света больше всех остальных в области видимого света. Наименьшее значение угла дифракции для фиолетового света.

Опыт показывает, что интенсивность светового пучка, проходящего через некоторые кристаллы, например, исландского шпата, зависит от взаимной ориентации двух кристаллов. При одинаковой ориентации кристаллов свет проходит через второй кристалл без ослабления.

Если же второй кристалл повернут на 90°, то свет через него не проходит. Происходит явление поляризации, т. е. кристалл пропускает только такие волны, в которых колебания вектора напряженности электрического поля совершаются в одной плоскости, плоскости поляризации. Явление поляризации доказывает волновую природу света и поперечность световых волн.

Узкий параллельный пучок белого света при прохождении через стеклянную призму разлагается на пучки света разного цвета, при этом наибольшее отклонение к основанию призмы имеют лучи фиолетового цвета. Объясняется разложение белого света тем, что белый свет состоит из электромагнитных волн с разной длиной волны, а показатель преломления света зависит от длины его волны. Показатель преломления связан со скоростью света в среде, следовательно, скорость света в среде зависит от длины волны. Это явление и называют дисперсией света.

На основании совпадения экспериментально измеренного значения скорости электромагнитных волн Максвелл высказал предположение, что свет это электромагнитная волна. Эта гипотеза подтверждена свойствами, которыми обладает свет.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12658. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ УСИЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 85.5 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНЗИСТОРНЫХ КАСКАДОВ УСИЛЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Цель работы: Изучение транзисторных каскадов класса усиления расчет цепей смещения и стабилизации испытание каскадов и измерение их параметров. В кас...
12659. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРЕВЕРСИВНОГО ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ 147 KB
  ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 ИССЛЕДОВАНИЕ НЕРЕВЕРСИВНОГО ИМПУЛЬСНОГО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ Цель работы: освоение методики расчета типовых цепей насыщения и запирания транзистора и методики экспериментального определения состояния транзистора; ...
12660. Расчет и экспериментальные исследования типовых схем 3.39 MB
  ВВЕДЕНИЕ Цель лабораторных работ расчет и экспериментальные исследования типовых схем основу которых составляет интегральный операционный усилитель. Рис. 1 Операционный усилитель ОУ это аналоговая интегральная микросхема ИМС с очень большим собственн...
12661. Основные команды MS DOS 28 KB
  Лабораторная работа №1. Тема: Основные команды. Цель работы: Познакомиться с основными командами MS DOS. 2. Теоретическая часть COMMAND.COM при включении ПК спрашивает Вас о дате а также изображает на экране подсказку типа А или C это называется приглашение DOS к ней...
12662. Команды работы с каталогами MS-DOS 53.5 KB
  Лабораторная работа №2. Тема: Команды работы с каталогами. Цель работы: Познакомиться с организацией диалога с пользователем в среде MSDOS. Рассмотреть команды работы с каталогами и получить практические навыки для работы с каталогами в среде MSDOS. Содержание раб...
12663. Команды работы с файлами MS-DOS 42 KB
  Лабораторная работа №3. Тема: Команды работы с файлами. Цель работы: Научиться создавать переименовывать копировать устанавливать атрибуты и удалять файлы. Теоретические положения 1. Создание тестового файла В DOS создать текстовый файл можно двумя способами...
12664. Редактор EDIT в MS-DOS 36.5 KB
  Лабораторная работа № 4 Тема: Редактор Edit Цель: Научится работать с текстовыми файлами в редакторе Edit открывать и сохранять файл редактировать и просматривать файл настраивать редактор. В DOS имеется текстовый процессор который достаточен для повседневной рабо...
12665. Работа со справочной системой. Символы * и ?. Поиск файлов в MS-DOS 29.5 KB
  Лабораторная работа № 5. Тема: Работа со справочной системой. Символы и . Поиск файлов. Цель работы: Научиться искать файлы и пользоваться справочной системой в MS DOS. Теоретические положения Работа со справкой. HELP вызов справочника вывод оглавлени
12666. Архивирование файлов. Архиватор ARJ в MS-DOS 60.5 KB
  Лабораторная работа № 6. Тема: Архивирование файлов. Архиватор ARJ. Цель: Закрепить навыки работы с архиваторами ARJ. Теоретический материал Архивация упаковка помещение загрузка исходных файлов в архивный файл в сжатом или несжатом виде. Разархивация распак