профессор Ельцов Анатолий Викторович Интерференция волн. Когерентные источники

света. Поляризация света. Закон Малюса. Поляризация света при отражении. Геометрическая

оптика. Характеристики линз. Построение изображений в линзах. Строение зрительного анализатора. Строение сетчатки. Миопия. Гиперметропия.

света и измерил длину световой волны. Свет от источника падал

на узкую щель, а затем попадал на второй экран, в котором на близком расстоянии друг от друга были прорезаны еще две узкие щели. Вместо двух ярких линий на экране наблюдались интерференционные полосы, что было недопустимо в случае корпускулярной теории.

времени распределение амплитуд результирующих колебаний называется интерференцией.

разности фаз между ними. ∆d=d1-d2 – разность хода

достигают центра экрана в одинаковой фазе где образуется светлое пятно.

Усиливающая интерференция возникает всякий раз когда разность хода для двух лучей равна целому числу волн.

волны (разность хода равна λ/2, 3λ/2, 5λ/2 …. т.е. равна

нечетному числу полуволн) волны придут на экран в противофазе возникнет ослабляющая (гасящая) интерференция и на экране образуется темное пятно.

расстоянием до экрана l. Угол θ это угол который лучи

образуют с горизонталью будет мал, из подобия треугольников, усиливающая интерференция наблюдается тогда когда Δ=dsinθ=mλ
где m= 0,1,2… целое число называется порядком интерференционной линии
Ослабляющая (гасящая) интерференция возникает когда Δ=dsinθ=(m+1/2)λ

вторичные источники волн, такие источники называются когерентными, поскольку сдвиг фаз

между испускаемыми ими волнами остается неизменным. Интерференционная картина наблюдается только для когерентных источников. Чтобы сдвиг фаз был постоянным волны должны иметь одинаковую частоту и длину волны. Когерентные волны можно получить разделив исходную волну на части, путем отражения или преломления. Если эти волны пройдут различные оптические пути и затем сложатся друг с другом возникнет интерференционная картина.

показателем преломления фаза волны изменяется на 180 градусов, при отражении

света от среды с меньшим показателем преломления фаза волны не изменяется. В результате возникает ослабляющая гасящая интерференция. Этот факт подтверждается тем что, точка соприкосновения двух стекол в «Кольцах ньютона» в отраженном свете оказывается темной, так как разность хода в этой точке равна нулю, но воздушный зазор при очень малой толщине остается и лучи отражающиеся от верхней и нижней границ воздушного зазора оказываются в противофазе.

свет от источника падает на полупрозрачное посеребренное зеркало Р1, которое

расщепляет пучок. Часть света направляется к неподвижному зеркалу S1 и отражается обратно попадая в глаз наблюдателю. Другая часть проходит зеркало Р1и падает на подвижное зеркало S2, также отражается от него обратно и тоже попадает в глаз наблюдателя. На пути первого пучка обычно размещают компенсатор Р2 в виде пластины из прозрачного стекла (его изготавливают из того же материала что и зеркало той же толщины с точностью до долей длины волны). Если пути волн были одинаковы наступала усиливающая интерференция и наблюдатель видел свет. Если подвижное зеркало S2 отодвинуть на расстояние λ/4, то второй пучок будет проходить расстояние на λ/2 больше (так расстояние λ/4 ему придется пройти туда и обратно) наступит ослабляющая интерференция и наблюдатель увидит темноту. Это позволяет очень точно измерять длины волн падающего света.

волн видимого диапазона. Падая на призму, волны различной длины преломляются

на различные углы. Так как показатель преломления больше для коротких волн, фиолетовый свет преломляется сильнее, а красный слабее.

по веревке. Волну можно возбудить в вертикальной или горизонтальной плоскости.

Такая волна называется плоско поляризованной, колебания осуществляются в одной плоскости.

то вертикально поляризованная волна пройдет через него, а горизонтально поляризованная

нет. Все наоборот будет для горизонтальной щели. Если на пути таких волн поставить обе щели, то через них не сможет пройти ни одна из поляризованных волн.

через них не сможет пройти ни одна из поляризованных волн.

Поляризация возможно только для поперечных волн.

колебания вектора напряженности происходят в различных плоскостях. Поместив на пути

такого света специальный кристалл который действует подобно набору параллельных щелей, он пропустит беспрепятственно свет в соответствующей плоскости и почти полностью поглотит свет в перпендикулярной плоскости. Соответствующее направление называется осью поляроида.

которого образует угол φ с направлением поляризации, то после прохождения

этого поляроида он будет поляризован в плоскости параллельной оси этого поляроида и иметь амплитуду ослабленную в cosφ раз. Таким образом через поляроид проходит только компонента поляризации вектора напряженности электрического поля параллельная его оси.

поляризованного пучка, прошедшего через поляризатор определятся выражением:
I0/2=I0/2cos2φ
где φ угол

между осью поляризатора и плоскостью поляризации падающей волны, I0 - интенсивность падающего света.

чтобы установить в какой плоскости поляризован свет. При его вращении

интенсивность света будет максимальна когда его плоскость поляризации будет параллельна плоскости первого поляроида и минимальна когда она будет перпендикулярна его плоскости. Если интенсивность при определенной ориентации падает до нуля то такой свет полностью плоско поляризован, если снижается до определенного значения то свет частично поляризован.

и растворы плоскость поляризации поворачивается на некоторый угол. Например при

прохождении через раствор сахара. Т.е. при взаимно перпендикулярном расположении плоскости поляроида и анализатора свет целиком не гасится. Однако если повернуть анализатор на некоторый угол, то он перестает полностью пропускать свет. Такие вещества называются оптически активными. Есть правовращающие (сахар, D- глюкоза), есть левовращающие (аминокислоты, белки)

на поверхность под любым углом кроме прямого, отраженный луч оказывается

плоскополяризованным преимущественно параллельно отражающей поверхности. Степень поляризации отраженного пучка зависит от угла падения. При падении под углом большим θ отраженный свет будет полностью поляризованным. Угол полной поляризации света связан с показателями преломления двух сред следующим соотношением:
tg θ = n2/n1
где n1- показатель преломления среды в которой распространяется луч,
n2- показатель преломления отражающей среды.
Угол поляризации называют углом Брюстера. Если свет распространяется в воздухе то n1=1 и tg θ = n2 есть закон Брюстера.

см. Снаружи глаз покрыт плотной непрозрачной оболочкой — склерой. Передняя

часть склеры переходит в прозрачную роговую оболочку – роговицу, которая действует как собирающая линза и обеспечивает 75 % способности глаза преломлять свет.

через оптическую систему глаза и создают обратное и уменьшенное изображение

на сетчатке (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое).

параллельные лучи света, попадающие в глаз, фокусируются перед сетчаткой. Для

получения четкого изображения перед роговицей необходимо поместить вогнутую корригирующую линзу.

Миопия

когда параллельные лучи света, попадающие в глаз, фокусируются за сетчаткой.

Для того чтобы добиться четкого изображения при этом заболевании, требуется выпуклая увеличительная линза.