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

34 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

13673. Неравенство - такой же хороший закон природы, как и всякий другой 14.56 KB
  Неравенство такой же хороший закон природы как и всякий другой. И.Шерр Все формы общности людей можно разделить на естественноисторические этноисторические и социально исторические. Естественно исторические формы общности людей это раса поколение пол и т.д...
13674. Неравенство – такой же хороший закон природы, как и всякий другой. И. Шерр 16.69 KB
  Неравенство такой же хороший закон природы как и всякий другой И. Шерр. Как следует понимать слова известного немецкого публициста и общественного деятеля 18 в. Иоганна Шерра Шерр говорит что неравенство является таким же хорошим законом природы как и всякий дру
13675. Никакая нация не может достичь процветания, пока не осознает, что пахать поле – такое же достойное занятие, как писать поэму 13.67 KB
  Никакая нация не может достичь процветания пока не осознает что пахать поле такое же достойное занятие как писать поэму В. Букер Социология Я полностью разделяю мнение автора так как в нашем веке информационных технологий большое внимание уделяется умственному
13676. Общество – свод камней, который обрушился бы, если бы один не поддержал другого 14.8 KB
  Общество свод камней который обрушился бы если бы один не поддержал другого СенекаФраза Сенеки для меня является ключом к ответу на вопрос что же такое общество. Существует много определений понятия общества. Рассмотрим одно из них. Общество это динамическая сист...
13677. Примеры эссе по курсу обществознания. Общество – свод камней, который обрушился бы, если бы один не поддерживал другого 18.33 KB
  Общество свод камней который обрушился бы если бы один не поддерживал другого Сенека. Эссе № 1Я не согласна с данной точкой зрения. Вопервых общество понятие многозначное. Общества бывают разные. Я сама столкнулась в жизни с одной ситуацией. В городе есть два обще
13678. Подлинное национальное самосознание может быть лишь творческим, оно обращено вперед, а не назад 14.46 KB
  Подлинное национальное самосознание может быть лишь творческим оно обращено вперед а не назад.Н. БердяевПод национальным самосознанием понимается отражение сознаниянации в индивидуальном сознании ее членов выражающих усвоениепоследними представлений о месте и р
13679. Положительное и отрицательное влияние маргинальности на общество 16.55 KB
  Положительное и отрицательное влияние маргинальности на общество. Прежде всего дадим определение понятия маргинальность на котором будет основываться последующее рассуждение на предложенную тему. Классическое и наиболее часто используемое определение данного я...
13680. Семья - один из шедевров природы 14.29 KB
  Семья один из шедевров природы. Дж. Сантаяна Попытаемся ответить на вопрос почему Дж. Сантаяна считает семью одним из шедевров природы. Для начала укажем определение семьи это объединение людей основанное на браке кровном родстве или усыновлении и связанное меж...
13681. Семья является первичным лоном человеческой культуры 14.87 KB
  Семья является первичным лоном человеческой культурыИ. Ильин.Данное высказывание посвящено весьма актуальной социологической проблеме. Автор поднимает проблему семьи как самой ценной ячейке общества.Русский философ Иван Ильин придавал большое значение семье как в