1 Электромагнитные волны (ЭМВ), их свойства. Шкала электромагнитных волн

Содержание

1. 1 Электромагнитные волны (ЭМВ), их свойства. Шкала электромагнитных волн
2. Связь с последующей деятельностьюИзучение курса «Биофизика»:БиоэлектродинамикаЭлектрофизиологияБиофизика зренияПрактическое применение: Физиотерапия. Фотометрические методы анализа
3. Система уравнений Максвелла:
4. Решение системы уравнений:Уравнения, описывающие периодические процессы:во времени
5. Слайд 5
6. Следствия:ЭМВ – волна, характеризуется колебаниями не частиц
7. 3. Источниками ЭМВ являются движущиеся с переменной
8. Показатель преломления среды относительно вакуумаСкорость распространения света
9. Спектр ЭМВРадиоволны λ > 5·10-5 м
10. Свойства световых волн, как следствия :Интерференция –
11. Пункт 1. Интерференция волнНаложение когерентных волнОбластивзаимного усиленияПерераспределение энергии колебаний в пространствеОбластивзаимного ослабления
12. Когерентные источники:одинаковая частота (период) колебаний ω (Т);неизменная во времени разность фазколебаний φ0
13. Когерентные волны
14. Колебания электрического поля в точке С:
15. Лучи
16. Суммарное колебание электрического поля в точке С:Уравнение колебания в точке С:
17. Амплитуда результирующего колебания в точке С:
18. Условие максимума амплитуды колебаний в точке С(условие
19. Выводы к пункту 1:При распространении и наложении
20. 3. Задача расчета результата интерференции вданной точке
21. Пункт 2. Дифракция волнПринцип Гюйгенса – Френеля
22. Историческое отступление:Формальный подход к теории: 1818 год
23. Дифракционная решетка – спектральный приборabd=a + b
24. Удаленный экранДРУсловие максимума для ДР:
25. Выводы к пункту 2:Явление дифракции объясняется принципомГюйгенса
26. АПлоско-поляризованная ЭМВ Пункт 3. Поляризация волн
27. Вид АПлоско-поляризованный светИсточник естественного света:
28. Естественный свет
29. Частично-поляризованныйсветПлоско-поляризованныйсвет=+Естественный свет
30. Плоскость пропусканияполяризатораПоляризаторЕстественныйсветПлоско-поляризованныйсвет
31. Плоско-поляризованныйсветЧастично-поляризованныйсвет
32. Частично-поляризованныйсветImaxImin
33. Плоско-поляризованныйсветЕстественныйсветImin=0Imin= Imax
34. Диэлектрикn1n2i1i1i2
35. Закон Брюстера:
36. ПоляризаторАнализаторαE0E=E0 cosα
37. Закон Малюса:
38. Оптически активные вещества (ОАВ)ОАВ[α0] = град / % · м[α0] = град / мПоляриметры (сахариметры)
39. Выводы к пункту 3:2. Свет, излучаемый нагретыми
40. Оптическая среда Падающий светПроходящий светПоглощениеРассеяниеРассеяниеПоглощение и рассеяние света
41. Поглощение – превращение энергии светав другие виды
42. Рассеяние происходит на пространственных неоднородностях среды Инородные малые частицыФлуктуации плотности(молекулярное рассеяние)
43. НеоднородностьИнородные малые частицы(мутные среды)закон Рэлея
44. Выводы:Интенсивность света при распространении егов среде уменьшается
45. Геометрическая оптикаНе учитываются волновые свойства светаВ однородной
46. Граница двух средНормаль к границеразделаЛуч падающийТочка паденияЛуч отраженныйЛуч преломленный
47. Законы геометрической оптики.
48. О1О2О1 – О2 – главная оптическая ось линзы
49. О1О2ООптический центр тонкойлинзы
50. Фокальная плоскостьFF
51. F2F1
52. FF
53. FF[D] = м-1 = дптр
54. F1F2
55. Выводы:Геометрическая оптика не рассматривает свойствасвета, а лишь
56. Скачать презентанцию

Связь с последующей деятельностьюИзучение курса «Биофизика»:БиоэлектродинамикаЭлектрофизиологияБиофизика зренияПрактическое применение: Физиотерапия. Фотометрические методы анализа

Главная
Разное
1 Электромагнитные волны (ЭМВ), их свойства. Шкала электромагнитных волн

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Электромагнитные волны (ЭМВ), их свойства.
Шкала электромагнитных волн. Природа света.

Волновые свойства света.
Интерференция, дифракция, поляризация.
Поглощение света и рассеяние

света.
Основные понятия и законы геометрической оптики.

Лекция 6

Электромагнитные волны (ЭМВ), их свойства. Шкала электромагнитных волн. Природа света. Волновые свойства света. Интерференция, дифракция, поляризация. Поглощение

Слайд 2Связь с последующей деятельностью
Изучение курса «Биофизика»:
Биоэлектродинамика
Электрофизиология
Биофизика зрения
Практическое применение:
Физиотерапия.
Фотометрические

методы анализа

Связь с последующей деятельностьюИзучение курса «Биофизика»:БиоэлектродинамикаЭлектрофизиологияБиофизика зренияПрактическое применение: Физиотерапия. Фотометрические методы анализа

Слайд 3Система уравнений Максвелла:

Слайд 4Решение системы уравнений:
Уравнения, описывающие периодические процессы:
во времени для отдельной точки

пространства;
в пространстве для совокупности точек
в данный момент времени
Е0, В0

– амплитуды колебаний электрического и
магнитного полей

– циклическая частота колебаний

– волновое число

Решение системы уравнений:Уравнения, описывающие периодические процессы:во времени для отдельной точки пространства;в пространстве для совокупности точекв данный момент

Слайд 5

Слайд 6Следствия:
ЭМВ – волна, характеризуется колебаниями
не частиц среды, а взаимосвязанных

полей:
изменяющихся во времени и пространстве
электрического и магнитного полей

2. ЭМВ – поперечная волна: вектор
напряженности электрического поля колеблется
перпендикулярно направлению распространения волны
(именно составляющая электрического поля
определяет ощущение зрения),
вектор индукции магнитного поля колеблется в
перпендикулярной плоскости.

Следствия:ЭМВ – волна, характеризуется колебаниями не частиц среды, а взаимосвязанных полей: изменяющихся во времени и пространстве электрического

Слайд 73. Источниками ЭМВ являются движущиеся с
переменной скоростью (ускорением) заряженные

частицы (электроны в атоме при переходе из одного
стационарного состояния в

другое)

4. Скорость распространения ЭМВ в вакууме:

5. Скорость распространения ЭМВ в среде:

3. Источниками ЭМВ являются движущиеся с переменной скоростью (ускорением) заряженные частицы (электроны в атоме при переходе из

Слайд 8Показатель преломления среды относительно вакуума
Скорость распространения света в среде:
6. Интенсивность

световой волны
(энергия, переносимая световой волной за единицу
времени через единичную поверхность):

Показатель преломления среды относительно вакуумаСкорость распространения света в среде:6. Интенсивность световой волны(энергия, переносимая световой волной за единицувремени

Слайд 9Спектр ЭМВ
Радиоволны λ > 5·10-5 м (12 диапазонов)
Оптическое излучение

1 мм > λ > 10 нм
(ИК, видимое 780 нм

> λ > 380 нм, УФ)

Рентгеновское (Х – излучение) 10 нм > λ > 0,01 пм

γ – излучение 0,1 нм > λ

Спектр ЭМВРадиоволны λ > 5·10-5 м (12 диапазонов)Оптическое излучение 1 мм > λ > 10 нм(ИК,

Слайд 10Свойства световых волн, как следствия :
Интерференция – наложение световых колебаний,

приводящее к эффекту перераспределения энергии
световых колебаний.
2. Дифракция света – огибание

волнами препятствий
и прохождение их в область геометрической тени.
Рассматривается, как результат интерференции
вторичных волн.
3. Поляризация света – выделение колебания,
происходящего в единственной плоскости
(только для поперечных волн)

Свойства световых волн, как следствия :Интерференция – наложение световых колебаний, приводящее к эффекту перераспределения энергиисветовых колебаний.2. Дифракция

Слайд 11Пункт 1. Интерференция волн
Наложение когерентных волн
Области
взаимного усиления
Перераспределение энергии колебаний в

пространстве
Области
взаимного ослабления

Пункт 1. Интерференция волнНаложение когерентных волнОбластивзаимного усиленияПерераспределение энергии колебаний в пространствеОбластивзаимного ослабления

Слайд 12Когерентные источники:
одинаковая частота (период) колебаний ω (Т);
неизменная во времени разность

фаз
колебаний φ0

Слайд 13Когерентные волны

Слайд 14Колебания электрического поля в точке С:

Слайд 15Лучи

Слайд 16Суммарное колебание электрического поля в точке С:
Уравнение колебания в точке

Суммарное колебание электрического поля в точке С:Уравнение колебания в точке С:

Слайд 17Амплитуда результирующего колебания в точке С:

Слайд 18Условие максимума амплитуды колебаний в точке С
(условие максимума интерференции):
Условие минимума

амплитуды колебаний в точке С
(условие минимума интерференции):

Условие максимума амплитуды колебаний в точке С(условие максимума интерференции):Условие минимума амплитуды колебаний в точке С(условие минимума интерференции):

Слайд 19Выводы к пункту 1:
При распространении и наложении в пространстве
когерентных

волн от когерентных источников
наблюдается явление интерференции
2. Результат – перераспределение энергии,

определяется взаимным расположением
рассматриваемой точки и источников волн:

Выводы к пункту 1:При распространении и наложении в пространстве когерентных волн от когерентных источниковнаблюдается явление интерференции2. Результат

Слайд 203. Задача расчета результата интерференции в
данной точке пространства сводится к

геометрической:
3.1 Определение разности хода
интерферирующих волн (лучей) Δх
3.2 Проверка Δх

на условия максимума или минимума

3. Задача расчета результата интерференции вданной точке пространства сводится к геометрической:3.1 Определение разности хода интерферирующих волн (лучей)

Слайд 21Пункт 2. Дифракция волн
Принцип Гюйгенса – Френеля
Волновой фронт в

момент времени t
Точка волнового фронта –
источник вторичных
сферических волн

Результат

дифракции =
= результат интерференции
вторичных сферических волн

Пункт 2. Дифракция волнПринцип Гюйгенса – Френеля Волновой фронт в момент времени tТочка волнового фронта – источник

Слайд 22Историческое отступление:
Формальный подход к теории: 1818 год – Пуассон
(научный оппонент

Френеля):
в центре геометрической тени от круглого диска
должно быть яркое пятно

– абсурд!

Араго поставил эксперимент и обнаружил пятно.

Историческое отступление:Формальный подход к теории: 1818 год – Пуассон(научный оппонент Френеля):в центре геометрической тени от круглого дискадолжно

Слайд 23Дифракционная решетка – спектральный прибор
a
b
d=a + b

Слайд 24Удаленный экран
ДР
Условие максимума для ДР:

Слайд 25Выводы к пункту 2:
Явление дифракции объясняется принципом
Гюйгенса – Френеля
2.

Условие наблюдения:
3. Дифракционная решетка – спектральный прибор,
«расщепляющий» падающее излучение на

составляющие

Выводы к пункту 2:Явление дифракции объясняется принципомГюйгенса – Френеля 2. Условие наблюдения:3. Дифракционная решетка – спектральный прибор,«расщепляющий»

Слайд 26А
Плоско-поляризованная ЭМВ
Пункт 3. Поляризация волн

Слайд 27Вид А
Плоско-поляризованный свет
Источник естественного света:

Слайд 28Естественный свет

Слайд 29Частично-поляризованный
свет
Плоско-поляризованный
свет
=
+
Естественный свет

Слайд 30Плоскость пропускания
поляризатора
Поляризатор
Естественный
свет
Плоско-поляризованный
свет

Слайд 31Плоско-поляризованный
свет
Частично-поляризованный
свет

Слайд 32Частично-поляризованный
свет
Imax
Imin

Слайд 33Плоско-поляризованный
свет
Естественный
свет
Imin=0
Imin= Imax

Слайд 34Диэлектрик
n1
n2
i1
i1
i2

Слайд 35Закон Брюстера:

Слайд 36Поляризатор
Анализатор
α
E0
E=E0 cosα

Слайд 37Закон Малюса:

Слайд 38Оптически активные вещества (ОАВ)
ОАВ
[α0] = град / % · м
[α0]

= град / м
Поляриметры (сахариметры)

Слайд 39Выводы к пункту 3:
2. Свет, излучаемый нагретыми телами – естественный

3. Естественный свет плоско поляризуется после
прохождения через поляроид
1. Свет

– поперечная волна

4. Естественный свет частично поляризуется при
отражении от диэлектрика

5. При прохождении плоско-поляризованного света
через ОАВ поворачивается плоскость поляризации

Выводы к пункту 3:2. Свет, излучаемый нагретыми телами – естественный 3. Естественный свет плоско поляризуется послепрохождения через

Слайд 40Оптическая среда
Падающий свет
Проходящий свет
Поглощение
Рассеяние
Рассеяние
Поглощение и рассеяние света

Слайд 41Поглощение – превращение энергии света
в другие виды энергии
Молекула вещества
Закон Бугера

– Ламберта:
kλ – натуральный показатель поглощения

Слайд 42Рассеяние происходит на
пространственных неоднородностях среды
Инородные малые частицы
Флуктуации плотности
(молекулярное

рассеяние)

Слайд 43Неоднородность
Инородные малые частицы
(мутные среды)
закон Рэлея

Слайд 44Выводы:
Интенсивность света при распространении его
в среде уменьшается из-за
поглощения и рассеяния
2.

Рассеиваются преимущественно световые
волны с малой длиной волны

Выводы:Интенсивность света при распространении егов среде уменьшается из-запоглощения и рассеяния2. Рассеиваются преимущественно световыеволны с малой длиной волны

Слайд 45Геометрическая оптика
Не учитываются волновые свойства света
В однородной среде свет распространяется

прямолинейно по лучам
Основа: принцип наименьшего времени
Однородная изотропная среда
– одинакова

во всех направлениях

Геометрическая оптикаНе учитываются волновые свойства светаВ однородной среде свет распространяется прямолинейно по лучамОснова: принцип наименьшего времениОднородная изотропная

Слайд 46Граница двух сред
Нормаль к границе
раздела
Луч падающий
Точка падения
Луч отраженный
Луч преломленный

Слайд 47Законы геометрической оптики.

Слайд 48О1
О2
О1 – О2 – главная
оптическая ось линзы

Слайд 49О1
О2
О
Оптический
центр тонкой
линзы

Слайд 50Фокальная плоскость
F
F

Слайд 51F2
F1

Слайд 52F
F

Слайд 53F
F
[D] = м-1 = дптр

Слайд 54F1
F2

Слайд 55Выводы:
Геометрическая оптика не рассматривает свойства
света, а лишь описывает его поведение

при распространении
2. Основой описания является принцип
наименьшего времени

Выводы:Геометрическая оптика не рассматривает свойствасвета, а лишь описывает его поведение при распространении 2. Основой описания является принцип

Скачать презентацию

Разделы презентаций

1 Электромагнитные волны (ЭМВ), их свойства. Шкала электромагнитных волн

Содержание

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Электромагнитные волны (ЭМВ), их свойства. Шкала электромагнитных волн. Природа света.

Волновые свойства света. Интерференция, дифракция, поляризация. Поглощение света и рассеяние

методы анализа

Слайд 3Система уравнений Максвелла:

Слайд 4Решение системы уравнений:Уравнения, описывающие периодические процессы:во времени для отдельной точки

пространства;в пространстве для совокупности точекв данный момент времени Е0, В0

Слайд 5

Слайд 6Следствия:ЭМВ – волна, характеризуется колебаниями не частиц среды, а взаимосвязанных

полей: изменяющихся во времени и пространстве электрического и магнитного полей

Слайд 73. Источниками ЭМВ являются движущиеся с переменной скоростью (ускорением) заряженные

частицы (электроны в атоме при переходе из одногостационарного состояния в

Слайд 8Показатель преломления среды относительно вакуумаСкорость распространения света в среде:6. Интенсивность

световой волны(энергия, переносимая световой волной за единицувремени через единичную поверхность):

Слайд 9Спектр ЭМВРадиоволны λ > 5·10-5 м (12 диапазонов)Оптическое излучение

1 мм > λ > 10 нм(ИК, видимое 780 нм

Слайд 10Свойства световых волн, как следствия :Интерференция – наложение световых колебаний,

приводящее к эффекту перераспределения энергиисветовых колебаний.2. Дифракция света – огибание

Слайд 11Пункт 1. Интерференция волнНаложение когерентных волнОбластивзаимного усиленияПерераспределение энергии колебаний в

пространствеОбластивзаимного ослабления

Слайд 12Когерентные источники:одинаковая частота (период) колебаний ω (Т);неизменная во времени разность

фазколебаний φ0

Слайд 13Когерентные волны

Слайд 14Колебания электрического поля в точке С:

Слайд 15Лучи

Слайд 16Суммарное колебание электрического поля в точке С:Уравнение колебания в точке

Слайд 17Амплитуда результирующего колебания в точке С:

Слайд 18Условие максимума амплитуды колебаний в точке С(условие максимума интерференции):Условие минимума

амплитуды колебаний в точке С(условие минимума интерференции):

Слайд 19Выводы к пункту 1:При распространении и наложении в пространстве когерентных

волн от когерентных источниковнаблюдается явление интерференции2. Результат – перераспределение энергии,

Слайд 203. Задача расчета результата интерференции вданной точке пространства сводится к

геометрической:3.1 Определение разности хода интерферирующих волн (лучей) Δх3.2 Проверка Δх

Слайд 21Пункт 2. Дифракция волнПринцип Гюйгенса – Френеля Волновой фронт в

момент времени tТочка волнового фронта – источник вторичных сферических волнРезультат

Слайд 22Историческое отступление:Формальный подход к теории: 1818 год – Пуассон(научный оппонент

Френеля):в центре геометрической тени от круглого дискадолжно быть яркое пятно

Слайд 23Дифракционная решетка – спектральный приборabd=a + b

Слайд 24Удаленный экранДРУсловие максимума для ДР:

Слайд 25Выводы к пункту 2:Явление дифракции объясняется принципомГюйгенса – Френеля 2.

Условие наблюдения:3. Дифракционная решетка – спектральный прибор,«расщепляющий» падающее излучение на

Слайд 26АПлоско-поляризованная ЭМВ Пункт 3. Поляризация волн

Слайд 27Вид АПлоско-поляризованный светИсточник естественного света: