Разделы презентаций


Корпускулярно-волновая природа света презентация, доклад

Содержание

Тема 7 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА.КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА.7.1 Оптическое излучениеСегодня: *7.2 Геометрическая оптика7.3Развитие взглядов на природу света7.4 Корпускулярно-волновой дуализм7.5 Основные характеристики световых волн7.6 Световые, или фотометрические величины

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


Кузнецов Сергей Иванович

доцент кафедры
ОФ ЕНМФ ТПУ
*
Колебания и волны.
Геометрическая и волновая

оптика
Кузнецов Сергей Иванович        доцент кафедры ОФ ЕНМФ ТПУ* Колебания и

Слайд 2Тема 7 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА.
КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА.
7.1 Оптическое излучение
Сегодня:

*
7.2 Геометрическая оптика
7.3Развитие взглядов на природу света
7.4 Корпускулярно-волновой дуализм
7.5 Основные

характеристики световых волн

7.6 Световые, или фотометрические величины


Тема 7 ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ И ВОЛНОВАЯ ОПТИКА.КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА.7.1 Оптическое излучениеСегодня: *7.2 Геометрическая оптика7.3Развитие взглядов на природу света7.4

Слайд 31. Оптическое излучение

1. Оптическое излучение

Слайд 4 Оптический диапазон длин волн λ ограничен с одной стороны рентгеновскими

лучами, а с другой – микроволновым диапазоном радиоизлучения.
Такое ограничение

условно и в значительной степени определяется общностью технических средств и методов исследования явлении в указанном диапазоне.
Оптический диапазон длин волн λ ограничен с одной стороны рентгеновскими лучами, а с другой – микроволновым диапазоном

Слайд 5Эксперимент И. Ньютона

Эксперимент И. Ньютона

Слайд 7 Геометрическая оптика, не рассматривая вопрос о природе света, исходит

из эмпирических законов его распространения и использует представление о световых

лучах, отражающихся и преломляющихся на границах сред с разными оптическими свойствами и прямолинейных в оптически однородной среде.
Геометрическая оптика, не рассматривая вопрос о природе света, исходит из эмпирических законов его распространения и использует

Слайд 12 Физическая оптика
рассматривает проблемы, связанные с процессами испускания света,

природой света и световых явлений.

Физическая оптика рассматривает проблемы, связанные с процессами испускания света, природой света и световых явлений.

Слайд 13Устройство лазера

Устройство лазера

Слайд 15Сознание человека преобразует информацию
80% - через зрение

Сознание человека преобразует информацию 80% - через  зрение

Слайд 16 Результаты физиологической оптики используются в медицине, физиологии, технике при

разработке разнообразных устройств – от осветительных приборов и очков до

цветного кино и телевидения.
Результаты физиологической оптики используются в медицине, физиологии, технике при разработке разнообразных устройств – от осветительных приборов

Слайд 177.2 Геометрическая оптика
Основные законы геометрической оптики известны ещё с

древних времен. Так, Платон (430 г. до н.э.) установил закон

прямолинейного распространения света. В трактатах Евклида формулируется закон прямолинейного распространения света и закон равенства углов падения и отражения. Аристотель и Птоломей изучали преломление света. Но точных формулировок этих законов геометрической оптики греческим философам найти не удалось.

7.2 Геометрическая оптика 	Основные законы геометрической оптики известны ещё с древних времен. Так, Платон (430 г. до

Слайд 19 Геометрическая оптика является предельным случаем волновой оптики, когда

длина световой волны стремится к нулю.
Простейшие оптические явления, например возникновение

теней и получение изображений в оптических приборах, могут быть поняты в рамках геометрической оптики.
Геометрическая оптика является предельным случаем волновой оптики, когда длина световой волны стремится к нулю.	Простейшие оптические

Слайд 20Четыре закона геометрической оптики,
установленные опытным путем:
1. закон прямолинейного распространения

света;
2. закон независимости световых лучей;
3. закон отражения;
4. закон преломления света.


Четыре закона геометрической оптики, установленные опытным путем:1. закон прямолинейного 	распространения света;2. закон независимости световых 	лучей;3. закон отражения;4.

Слайд 22
Тень, отбрасываемая предметом, обусловлена прямолинейностью распространения световых лучей в оптически

однородных средах
Если размеры препятствия много больше длины

волны, то волны за него не проникают, создается область тени
Тень, отбрасываемая предметом, обусловлена прямолинейностью распространения световых лучей в оптически однородных средах   Если размеры препятствия

Слайд 23 Астрономической иллюстрацией прямолинейного распространения света и, в частности, образования тени

и полутени может служить затенение одних планет другими, например затмение

Луны, когда Луна попадает в тень Земли.


Вследствие взаимного движения Луны и Земли тень Земли перемещается по поверхности Луны, и лунное затмение проходит через несколько фаз:

Частные фазы лунного затмения

Астрономической иллюстрацией прямолинейного распространения света и, в частности, образования тени и полутени может служить затенение одних планет

Слайд 24Проявление прямолинейного распространения

света – образование тени.

Солнечное затмение
Проявление прямолинейного распространения          света – образование тени.

Слайд 25
Прямолинейный ход световых лучей в оптических приборах

Изображенные на фотопленке элементы

микросхемы проецируются на кристалл кремния, где получается подобное уменьшенное (с

помощью системы линз) изображение микросхемы. Специальная обработка позволяет превратить это изображение в печатную микросхему
Прямолинейный ход световых лучей в оптических приборахИзображенные на фотопленке элементы микросхемы проецируются на кристалл кремния, где получается

Слайд 26 Огибание электромагнитными волнами препятствий и проникновение

их в область геометрической тени наиболее отчетливо обнаруживается в тех

случаях, когда размер огибаемых препятствий соизмерим с длиной волны

Тщательные эксперименты показали, однако, что этот закон нарушается, если свет проходит через очень малые отверстия, причем отклонение от прямолинейности распространения тем больше, чем меньше отверстия.

Огибание электромагнитными волнами препятствий и проникновение их в область геометрической тени наиболее отчетливо

Слайд 27
Ферма Пьер (1601 – 1665) – французский математик и физик.

Родился в Бомон-де-Ломань. Получил юридическое образование. С 1631 г. был

советником парламента в Тулузе. Физические исследования относятся в


большинстве к оптике, где он установил (примерно в 1662 г.) основной принцип геометрической оптики (принцип Ферма). Аналогия между принципом Ферма и вариационными принципами механики сыграла значительную роль в развитии современной динамики и теории оптических инструментов.

Ферма Пьер (1601 – 1665) – французский математик и физик. Родился в Бомон-де-Ломань. Получил юридическое образование. С

Слайд 28 Принцип Ферма: свет распространяется между двумя точками по

пути, для прохождения которого необходимо наименьшее время.

Принцип Ферма: свет распространяется между двумя точками по пути, для прохождения которого необходимо наименьшее время.

Слайд 29 У горизонта Солнце кажется на 1−2 градуса

выше, чем на самом деле

У горизонта Солнце кажется на  1−2 градуса выше, чем на самом деле

Слайд 30
Еще пример того же рода – мираж, который часто наблюдают

путешественники на раскаленных солнцем дорогах. Они видят впереди оазис, а

когда подходят туда, то кругом оказывается песок. Сущность явления в следующем. То, что мы видим в этом случае, это прошедший над песком свет. На рис. показано, как падающий на дорогу луч света попадает нам в глаз. Воздух сильно раскален над самой дорогой, а в верхних слоях холоднее. Горячий воздух, расширяясь, становится более разреженным и скорость света в нем больше, чем в холодном.


Еще пример того же рода – мираж, который часто наблюдают путешественники на раскаленных солнцем дорогах. Они видят

Слайд 32

A2

A1

α0
X1
X2

α1

α2
Модель неоднородной среды

A2A1α0X1X2α1α2Модель неоднородной среды

Слайд 33Криволинейное распространение луча в неоднородной среде

Криволинейное распространение луча в неоднородной среде

Слайд 34 2. Закон независимости световых пучков:

эффект, производимый отдельным пучком, не зависит от того, действуют ли

одновременно остальные пучки или они устранены.
Разбивая световой поток на отдельные световые пучки (например, с помощью диафрагм), можно показать, что действие выделенных световых пучков независимо.

Производимое одним пучком действие не зависит от наличия других пучков

2. Закон независимости световых пучков:   эффект, производимый отдельным пучком, не зависит от

Слайд 353. Закон отражения

S1 - отражаюшая поверхность; S2 - плоскость падения;

АО - падающий луч; ОВ - отраженный луч; ON -

нормаль к отражающей поверхности.

Угол падения равен углу отражения.
Отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, к границе раздела двух сред в точке падения.

3. Закон отраженияS1 - отражаюшая поверхность; S2 - плоскость падения; АО - падающий луч; ОВ - отраженный

Слайд 36 Доказательство этого закона вытекает из принципа Гюйгенса.

Принцип Гюйгенса
Каждая точка, до

которой доходит световое возбуждение, является в свою очередь центром вторичных

волн; поверхность, огибающая в некоторый момент времени эти вторичные волны, указывает положение к этому моменту фронта действительно распространяющейся волны.
Доказательство этого закона вытекает из принципа Гюйгенса.Принцип Гюйгенса	Каждая точка, до которой доходит световое возбуждение, является в свою

Слайд 38нидерландский механик, физик и математик
Гаага, Нидерланды (Hague, Netherlands)
Христиан Гюйгенс
Christiaan Huygens
14.04.1629

– 08.08.1695

нидерландский механик, физик и математикГаага, Нидерланды (Hague, Netherlands)Христиан ГюйгенсChristiaan Huygens14.04.1629 – 08.08.1695

Слайд 39французский физик
Броли, Франция (Broglie, France)
Ville-d'Avray, France
Огюстен Жан Френель
Augustin Jean Fresnel
10.05.1788

– 14.07.1827

французский физикБроли, Франция (Broglie, France)Ville-d'Avray, FranceОгюстен Жан ФренельAugustin Jean Fresnel10.05.1788 – 14.07.1827

Слайд 40Для доказательства закона отражения
рассмотрим рисунок:









угол падения i1 равен

углу отражения i’1 : i’1 = i1.



Для доказательства закона отражения рассмотрим рисунок: угол падения i1 равен углу отражения i’1 :  i’1 =

Слайд 41Когда фронт волны (А В)достигнет отражающей поверхности в точке А,

эта точка начнет излучать вторичную волну.

Когда фронт волны (А В)достигнет отражающей поверхности в точке А, эта точка начнет излучать вторичную волну.

Слайд 424. Закон преломления:
отношение синуса угла падения к синусу угла

преломления есть величина постоянная для данных сред:
луч падающий, луч преломленный

и перпендикуляр, проведенный к границе раздела в точке падения, лежат в одной плоскости;
4. Закон преломления: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред:луч

Слайд 43Тогда ВС = сΔt. За это же время фронт волны,

возбуждаемой точкой А в среде со скоростью υ, достигнет точек

полусферы, радиус которой AD = υΔt. Положение фронта преломленной волны в этот момент времени в соответствии с принципом Гюйгенса задается плоскостью DC, а направление ее распространения - лучом III. Из рис. следует, что





Тогда ВС = сΔt. За это же время фронт волны, возбуждаемой точкой А в среде со скоростью

Слайд 44 Из симметрии этого выражения вытекает обратимость световых лучей:
если обратить луч

III, заставив его падать на границу раздела под углом i2,

то преломленный луч в первой среде будет распространяться под углом i1, т. е. пойдет в обратном направлении вдоль луча I.
Из симметрии этого выражения вытекает обратимость световых лучей:если обратить луч III, заставив его падать на границу раздела

Слайд 45Явление полного отражения.
Если свет распространяется из среды с большим

показателем преломления п1 (оптически более плотной) в среду с меньшим

показателем преломления п2 (п1 > п2), например из стекла в воду, то, согласно закону преломления, преломленный луч удаляется от нормали и угол преломления i2 больше, чем угол падения i1 (рис. а).

п1 > п2

Явление полного отражения. 	Если свет распространяется из среды с большим показателем преломления п1 (оптически более плотной) в

Слайд 46С увеличением угла падения увеличивается угол преломления (рис. б, в),

до тех пор пока при некотором угле падения (i1 =

iпр) угол преломления не окажется равным π/2.
Угол iпр называется предельным углом.
Если i1 = iпр, то интенсивность преломленного луча обращается в нуль, а интенсивность отраженного равна интенсивности падающего (рис. г).
При углах падения i > inp весь падающий свет полностью отражается (рис. г).
С увеличением угла падения увеличивается угол преломления (рис. б, в), до тех пор пока при некотором угле

Слайд 47 Таким образом, при углах падения в пределах от

iпр до π/2 луч не преломляется, а полностью отражается в

первую среду, причем интенсивности отраженного и падающего лучей одинаковы.
По мере приближения угла падения к предельному интенсивность преломленного луча уменьшается, а отраженного - растет.
Это явление называется полным отражением.


Таким образом, при углах падения в пределах от iпр до π/2 луч не преломляется, а

Слайд 48

Предельный угол inp определим из формулы


при подстановке в нее i2 = π /2.
Тогда

Предельный угол inp определим из формулы при подстановке в нее i2 = π /2.

Слайд 49Явление полного отражения исполь-зуется в призмах полного отражения.
Показатель преломления

стекла равен
n ≈ 1,5, поэтому предельный угол для границы

стекло – воздух
inp = arcsin (1/1,5) = 42°.
При падении света на границу стекло — воздух при i > 42° всегда будет иметь место полное отражение.
На рис. а — в показаны призмы полного отражения, позволяющие:
а) повернуть луч на 90°;
б) повернуть изображение:
в) обернуть лучи.
Явление полного отражения исполь-зуется в призмах полного отражения. Показатель преломления стекла равен n ≈ 1,5, поэтому предельный

Слайд 51

Рис.9.3
Такие призмы применяются в оптических приборах (например, в биноклях, перископах),

а также в рефрактометрах, позволяющих определять показатели преломления тел
(по

закону преломления, измеряя iпр, определяем относительный показатель преломления двух сред, а также абсолютный показатель преломления одной из сред, если показатель преломления второй среды известен.
Рис.9.3Такие призмы применяются в оптических приборах (например, в биноклях, перископах), а также в рефрактометрах, позволяющих определять показатели

Слайд 52 Явление полного отражения используется также в световодах представляющих собой

тонкий, произвольным образом изогнутые нити (волокна) из оптически прозрачного

материала.



В волоконных деталях применяют стеклянное волокно, световедущая жила (сердцевина) которого окружается стеклом —

оболочкой из другого стекла с меньшим показателем преломления. Свет, падающий на торец световода под углами, большими предельного, претерпевает на поверхности раздела сердцевины и оболочки полное отражение и распространяется только по световедущей жиле.

Явление полного отражения используется также в световодах представляющих  собой  тонкий, произвольным образом изогнутые нити (волокна)

Слайд 53 Таким образом, с помощью световодов можно как

угодно искривлять путь светового пучка. За счет многократного полного отражения

свет может быть направлен по любому прямому или изогнутому пути



Диаметр световедущих жил лежит в пределах от нескольких микрометров до нескольких миллиметров. Для передачи изображений, как правило, применяются многожильные световоды.




Этот телефонный провод содержит 144 оптические нити
Таким образом, с помощью световодов можно как угодно искривлять путь светового пучка. За счет

Слайд 54 Вопросы передачи световых волн и изображений изучаются в

специальном разделе оптики — волоконной оптике, возникшей в 50-е годы

XX столетия.
Световоды используются при создании телеграфно-телефонных кабелей большой емкости. Кабель состоит из сотен и тысяч оптических волокон, тонких, как человеческий волос. По такому кабелю, толщиной в обычный карандаш, можно одновременно передавать до восьмидесяти тысяч телефонных разговоров.
Световоды используются так же в электронно-лучевых трубках, в электронно-счетных машинах, для кодирования информации, в медицине (например, диагностика желудка), для целей интегральной оптики
Вопросы передачи световых волн и изображений изучаются в специальном разделе оптики — волоконной оптике, возникшей

Слайд 557.3 Развитие взглядов на природу света
Основные законы геометрической оптики

известны ещё с древних времен. Но ни Платон ни Евклид

ни Аристотель и Птолемей не смогли дать точных формулировок этих законов.

В конце XVII века, на основе многовекового опыта и развития представлений о свете возникли две мощные теории света – корпускулярная (Ньютон-Декарт) и волновая (Гук-Гюйгенс).
7.3 Развитие взглядов на природу света 	Основные законы геометрической оптики известны ещё с древних времен. Но ни

Слайд 56постоянная равная отношению скорости света в среде
Из представлений корпускулярной теории

Ньютон легко вывел законы отражения и преломления:

; (угол падения

равен углу отражения);

(отношение синуса угла падения к синусу угла преломления – величина

к скорости света в вакууме с).

Рисунок 7.1 Рисунок 7.2

Таким образом, Ньютон ошибочно утверждал, что скорость света в веществе больше скорости света в вакууме.

постоянная равная отношению скорости света в средеИз представлений корпускулярной теории Ньютон легко вывел законы отражения и преломления:;

Слайд 57Исаак Ньютон
(Isaac Newton)
физик, математик, астроном, алхимик и

философ
Важнейшие работы
закон всемирного тяготения

дифференциальное и интегральное исчисления изобрел зеркальный телескоп

развил корпускулярную теорию света

Исаак Ньютон (Isaac Newton) физик, математик, астроном,  алхимик и философ Важнейшие работы закон всемирного тяготения

Слайд 60нидерландский механик, физик и математик
Гаага, Нидерланды (Hague, Netherlands)
Христиан Гюйгенс
Christiaan Huygens
14.04.1629

– 08.08.1695

нидерландский механик, физик и математикГаага, Нидерланды (Hague, Netherlands)Христиан ГюйгенсChristiaan Huygens14.04.1629 – 08.08.1695

Слайд 61французский физик
Броли, Франция (Broglie, France)
Ville-d'Avray, France
Огюстен Жан Френель
Augustin Jean Fresnel
10.05.1788

– 14.07.1827

французский физикБроли, Франция (Broglie, France)Ville-d'Avray, FranceОгюстен Жан ФренельAugustin Jean Fresnel10.05.1788 – 14.07.1827

Слайд 62Фраунгофер Йозеф (6.III.1787- 7.VI.1826) - немецкий физик. С 1823 года

- профессор Мюнхенского университета. Научные работы относятся к физической оптике

(6.III.1787- 7.VI.1826) - немецкий физик. С 1823 года - профессор Мюнхенского университета. Научные работы относятся к физической оптике. Внёс существенный вклад в исследование дисперсии и создание

ахроматических линз. Фраунгофер изучал дифракцию в параллельных лучах (так называемая дифракция Фраунгофера) сначала от одной щели, а потом от многих. Большой заслугой учёного является использование(с 1821 года) дифракционных решетоклинз. Фраунгофер изучал дифракцию в параллельных лучах (так называемая дифракция Фраунгофера) сначала от одной щели, а потом от многих. Большой заслугой учёного является использование(с 1821 года) дифракционных решеток для исследования спектров (некоторые исследователи считают его даже изобретателем первой дифракционной решетки).

Фраунгофер Йозеф (6.III.1787- 7.VI.1826) - немецкий физик. С 1823 года - профессор Мюнхенского университета. Научные работы относятся

Слайд 63Араго Доминик Франсуа (26.II.1786 - 2.X.1853) - французский учёный, член

Парижской академии наук (с 1809 года), с 1830 года -

непременный секретарь Парижской АН и директор Парижской обсерватории. Научные работы относятся к

астрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И. Физоастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И. Физо и Ж. Фукоастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И. Физо и Ж. Фуко экспериментально измерили скорость света, а французский астроном У. Леверьеастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И. Физо и Ж. Фуко экспериментально измерили скорость света, а французский астроном У. Леверье теоретически, "на кончике пера", открыл планету Нептунастрономии, физике, математике, метеорологии. Автор многих открытий в области оптики и электромагнетизма. По указаниям Араго французские физики И. Физо и Ж. Фуко экспериментально измерили скорость света, а французский астроном У. Леверье теоретически, "на кончике пера", открыл планету Нептун. Араго с 1829 года член Петербургской академии наук.

Араго Доминик Франсуа (26.II.1786 - 2.X.1853) - французский учёный, член Парижской академии наук (с 1809 года), с

Слайд 64Пуассон Симеон Дени (21.VI.1781 - 25.IV.1840) - французский механик, математик,

физик, член Парижской академии наук (с 1812 года). Физические
исследования относятся

к магнетизму, капиллярности, теории упругостиисследования относятся к магнетизму, капиллярности, теории упругости, гидромеханикеисследования относятся к магнетизму, капиллярности, теории упругости, гидромеханике, теории колебанийисследования относятся к магнетизму, капиллярности, теории упругости, гидромеханике, теории колебаний, теории света. Член Петербургской академии наук (с 1826 года).
Пуассон Симеон Дени (21.VI.1781 - 25.IV.1840) - французский механик, математик, физик, член Парижской академии наук (с 1812

Слайд 65Максвелл Джеймс Клерк (13.VI.1831 - 5.XI.1879) - английский физик, член

Эдинбургского королевского общества (с 1855 года) и Лондонского королевского общества

(13.VI.1831 - 5.XI.1879) - английский физик, член Эдинбургского королевского общества (с 1855 года) и Лондонского королевского общества (с 1861 года). Под руководством Максвелла создана известная Кавендишская

лабораториялаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамикелаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамике, молекулярной физикелаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамике, молекулярной физике, общей статистикелаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамике, молекулярной физике, общей статистике, оптикелаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамике, молекулярной физике, общей статистике, оптике, механикелаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамике, молекулярной физике, общей статистике, оптике, механике, теории упругостилаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамике, молекулярной физике, общей статистике, оптике, механике, теории упругости. Самым большим достижением Максвелла является созданная им в 1860-1865 годах теория электромагнитного полялаборатория в Кембридже, которую и возглавлял до конца жизни. Научные труды посвящены электродинамике, молекулярной физике, общей статистике, оптике, механике, теории упругости. Самым большим достижением Максвелла является созданная им в 1860-1865 годах теория электромагнитного поля, которую он сформулировал в виде системы нескольких уравнений, выражающих все основные закономерности электромагнитных явлений.

Максвелл Джеймс Клерк (13.VI.1831 - 5.XI.1879) - английский физик, член Эдинбургского королевского общества (с 1855 года) и

Слайд 66 Начало XIX в. характеризуется интенсивным развитием математической теории

колебаний и волн и ее приложением к объяснению ряда оптических

явлений. В связи с работами Т. Юнга и О. Френеля, победа временно перешла к волновой оптике:
1801 г. Т. Юнг сформулировал принцип интерференции и объяснил цвета таких пленок;
1818 г. О. Френель получает премию Парижской Академии за объяснение дифракции;
1840 г. О. Френель и Д. Арго исследуют интерференцию поляризованного света и доказывают поперечность световых колебаний;
Начало XIX в. характеризуется интенсивным развитием математической теории колебаний и волн и ее приложением к

Слайд 67 1841 г. О. Френель строит теорию кристаллооптических колебаний;

1849 г. А. Физо измерил скорость света и рассчитал

по волновой теории коэффициент преломления воды


, что совпало с

экспериментом;

1848 г. М. Фарадей открыл вращение плоскости поляризации света в магнитном поле (эффект Фарадея);
1860 г. Дж. Максвелл основываясь на открытии Фарадея пришел к выводу, что свет есть электромагнитные, а не упругие волны;

1841 г. О. Френель строит теорию кристаллооптических колебаний;  	1849 г. А. Физо измерил скорость

Слайд 68 1900 г. Макс Планк показал,

что излучение абсолютно черного тела можно объяснить, если предложить, что

свет излучается не непрерывно, а порциями, квантами с энергией

ν – частота, h – постоянная Планка.

, где

1888 г. Г. Герц экспериментально исследовал электромагнитное поле и подтвердил, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света с = 3*108 м/с

1899 г. П.Н. Лебедев измерил давление света.

1900 г. Макс Планк показал, что излучение абсолютно черного тела можно объяснить,

Слайд 69Макс Планк (1858 – 1947). С 1874 г. он изучал

физику у Густава Кирхгофа и Германа Гельмгольца в Мюнхенском университете.

В 1930 г. Макс Планк возглавил Институт физики кайзера

Вильгельма (теперь Институт Макса Планка) и занимал этот пост до конца жизни. В 1900 г. в работе, посвященной равновесному тепловому излучению, Планк впервые ввел предположение о том, что энергия осциллятора принимает дискретные значения, пропорциональные частоте колебаний, чем положил начало квантовой физики. Также Макс Планк внес большой вклад в развитие термодинамики.

Макс Планк (1858 – 1947). С 1874 г. он изучал физику у Густава Кирхгофа и Германа Гельмгольца

Слайд 70 В 1905 г. Альберт Эйнштейн объяснил закономерности фотоэффекта

на основе представления о световых частицах – «квантах» света, «фотонах»,

масса которых


Это соотношение связывает корпускулярные характеристики излучения – массу и энергию кванта – с волновыми – частотой и длиной волны.
Работы Планка и Эйнштейна явились началом развития квантовой физики.

В 1905 г. Альберт Эйнштейн объяснил закономерности фотоэффекта на основе представления о световых частицах –

Слайд 717.4 Корпускулярно – волновой дуализм

7.4 Корпускулярно – волновой дуализм

Слайд 75 Экспериментальное обнаружение методов генерации вынужденного излучения атомов и

молекул – создание оптического квантового генератора (лазера) - наиболее важное

событие в современной оптике (А.М. Прохоров, Н.Г. Басов и Ч. Таунс 1954 г.).


Экспериментальное обнаружение методов генерации вынужденного излучения атомов и молекул – создание оптического квантового генератора (лазера)

Слайд 76 В современной физической оптике квантовые представления не противоречат волновым, а

сочетаются на основе квантовой механики и квантовой электродинамики.

В современной физической оптике квантовые представления не противоречат волновым, а сочетаются на основе квантовой механики и квантовой

Слайд 777.5 Основные характеристики световых волн
Корпускулярно-волновой дуализм:
свет в некоторых явлениях

обладает свойствами, присущими частицам (корпускулярная теория),
в других явлениях свойствами,

присущими волнам (волновая теория).
В данном разделе будем рассматривать свет как электромагнитные волны.
7.5 Основные характеристики световых волн	Корпускулярно-волновой дуализм: свет в некоторых явлениях обладает свойствами, присущими частицам (корпускулярная теория), в

Слайд 78 Световые волны:
Плоская волна:
Сферическая

волна:

- вектор напряженности электрического поля;
Е0 –

амплитуда;
r – расстояние до источника ;
k – волновое число;
φ – начальная фаза.

Световой вектор - вектор напряженности электрического поля.
Его колебаниями обусловлено физиологическое, фотохимическое и т.д. действие света.

Световые волны:    Плоская волна:   Сферическая волна:	- вектор напряженности электрического поля;

Слайд 79






- для большинства прозрачных сред (μ ≈ 1)

- для большинства прозрачных сред (μ ≈ 1)

Слайд 80 С П Е К Т Р spectrum (лат.) - вúдение.

С П Е К Т Р spectrum (лат.) - вúдение.

Слайд 81
Видимый свет (в вакууме): λ = [400 (фиолетовый);

760 нм (красный)]

Шкала электромагнитных волн

Видимый свет (в вакууме): λ = [400 (фиолетовый);

Слайд 82Согласно теории цветового зрения Юнга - Гельмгольца ощущение любого цвета

можно получить смешиванием спектрально чистых излучений красного, зеленого и синего

цветов
Согласно теории цветового зрения Юнга - Гельмгольца ощущение любого цвета можно получить смешиванием спектрально чистых излучений красного,

Слайд 83 максимальная чувствительность глаза при дневном свете –
на длине

волны 555 нм,
при сумеречном свете - на

длине волны 510 нм.

Кривая видности -
относительная спектральная чувствительность глаза к излучениям различных длин волн

максимальная чувствительность глаза при дневном свете – на длине волны 555 нм,  при сумеречном свете

Слайд 84Спектр оптического пропускания синтетического кварцевого стекла Suprasil 300, оптического стекла

BK 7 и обычного стекла.
(кварцевое стекло вследствие малого количества

примесей обладает чрезвычайно широким спектром пропускания и малым поглощением света (обычное оконное стекло поглощает столько же света, сколько и кварцевое стекло толщиной в 100 метров)).
Спектр оптического пропускания синтетического кварцевого стекла Suprasil 300, оптического стекла BK 7 и обычного стекла. (кварцевое стекло

Слайд 85 Интенсивность света – модуль среднего по времени значения плотности потока

энергии, переносимой световой волной:



– вектор Пойнтинга
В случае однородной

среды (n = const) интенсивность пропорциональна квадрату амплитуды световой волны
Интенсивность света – модуль среднего по времени значения плотности потока энергии, переносимой световой волной:  – вектор

Слайд 86Луч – линия, вдоль которой распространяется световая волна.
В изотропных

средах лучи перпендикулярны к волновым поверхностям
В анизотропных средах лучи

не ортогональны волновым поверхностям

Луч – линия, вдоль которой распространяется световая волна. В изотропных средах лучи перпендикулярны к волновым поверхностям В

Слайд 87 В естественном свете колебания светового вектора

совершаются во всех направлениях, перпендикулярных к лучу.
Излучение тела обусловлено волнами,

испускаемыми его атомами:
длительность излучения атома ~ 10–8 с, за это время образуется цуг волн (набор горбов и впадин) длиной ~ 3м.
Плоскость колебаний каждого цуга ориентирована случайным образом.
В результирующей волне (суперпозиции цугов от разных атомов) все направления равновероятны.
В естественном свете колебания светового вектора совершаются во всех направлениях, перпендикулярных к лучу.Излучение

Слайд 887.6 Световые, или фотометрические величины
Энергия, переносимая световыми лучами в

единицу времени, называется потоком энергии (лучистым потоком), проходящим через площадку

dS в телесный угол dΩ.
Если нормаль к площадке dS образует с направлением излучения угол α, то необходимо рассматривать ее проекцию – видимую величину площадки, если ее рассматривать под углом α к нормали:
7.6 Световые, или фотометрические величины Энергия, переносимая световыми лучами в единицу времени, называется потоком энергии (лучистым потоком),

Слайд 89 Силой света источника I в заданном направлении называется световой поток,

посылаемый им в этом направлении и отнесенный к единице телесного

угла. Единицы измерения: [I] = кд (кандела)
Световой поток для точечного источника


1 люмен – это световой поток, посылаемый источником с силой света в 1 канделу внутрь телесного угла в 1 стерадиан:
1 лм = 1 кд · 1 ср







Силой света источника I в заданном направлении называется световой поток, посылаемый им в этом направлении и отнесенный

Слайд 90 Освещенностью Е некоторой поверхности называется световой поток, падающий на единицу

площади освещаемой поверхности:


[E] = лк (люкс):

Для точечного источника

- освещенность, создаваемая точечным источником, обратно пропорциональна квадрату расстояния до него и прямо пропорциональна косинусу угла между направлением падающих лучей и нормалью к освещаемой поверхности.

- закон обратных квадратов:

Освещенностью Е некоторой поверхности называется световой поток, падающий на единицу площади освещаемой поверхности:

Слайд 91Для протяженных источников вводятся следующие понятия:
Яркостью L называется световой поток,

исходящий из площадки dS в заданном направлении, отнесенный к единице

телесного угла и к единице ее видимой величины:


Источники, яркость которых одинакова по всем направлениям, называются ламбертовскими (косинусными):
dI ~ cos α

где

- сила света площадки dS в том же направлении

Для протяженных источников вводятся следующие понятия:Яркостью L называется световой поток, исходящий из площадки dS в заданном направлении,

Слайд 92Светимостью М называется полный световой поток, посылаемый единицей светящейся поверхности

в одну сторону (в телесный угол Ω = 2π):

Световой поток

с единицы поверхности в телесный угол dΩ равен

Тогда



Для ламбертовских источников (L = const):
Светимостью М называется полный световой поток, посылаемый единицей светящейся поверхности в одну сторону (в телесный угол Ω

Слайд 93Лекция окончена!

Лекция окончена!

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика