Dyfrakcja i interferencja światła

Prezentacja na temat: "Dyfrakcja i interferencja światła"— Zapis prezentacji:

1 Dyfrakcja i interferencja światła
Barwy ze słońca są. A ono nie ma Żadnej osobnej barwy, bo ma wszystkie. Czesław Miłosz Teresa Ryba

2 Rozszczepienie (dyspersja) światła białego w pryzmacie Izaac Newton
Teresa Ryba

3 Teresa Ryba

4 Teresa Ryba

5 Teresa Ryba

6 Tęcza - przedmiotem utworów literackich i dzieł sztuki
Biblia, Stary Testament, Księga Rodzaju, Rozdział 9: [...] 12 Tedy rzekł Bóg: To jest znak przymierza, który Ja dawam między mną i między wami, i między każdą duszą żywiącą, która jest z wami, w rodzaje wieczne. 13 Łuk mój położyłem na obłoku, który będzie na znak przymierza między mną, i między ziemią. 14 I stanie się, gdy wzbudzę ciemny obłok nad ziemią, a ukaże się łuk na obłoku: 15 Że wspomnę na przymierze moje, które jest między mną i między wami, i między każdą duszą żywiącą w każdem ciele; i nie będą więcej wody na potop, ku wytraceniu wszelkiego ciała. [...] Teresa Ryba

7 Maria Konopnicka Tęcza:
A kto ciebie, śliczna tęczo, Siedmiobarwny pasie, Wymalował na tej chmurce Jakby na atłasie? [...] O tęczy Antoni Kucharczyk: Po długiej niepogodzie zajaśniało słońce, Na niebie zachmurzonym, na kształt pół-obręczy Zajaśniał łuk świetlany siedmiobarwnej tęczy, Piją zbyteczne wody obydwa jej końce. [...] Teresa Ryba

8 Wieslaw Sadurski: spektrum Caspar David Friedrich: Krajobraz z tęczą
Malarstwo: Peter Paul Rubens George Inness Wieslaw Sadurski: spektrum Caspar David Friedrich: Krajobraz z tęczą Arnold Böcklin: Personifikacja malarstwa siedząca na tęczy Teresa Ryba

9 Teresa Ryba

10 Jakie są rodzaje widm? Pryzmatyczne
Otrzymywane za pomocą pryzmatu lub w tęczy. jest to jedna wstęga barw tęczowych ułożonych od czerwonej do fioletowej barwy (najbardziej odchylona). Istotna jest zalezność prędkości fali od częstotliwości. Teresa Ryba

11 Dyfrakcyjne Otrzymywane za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Widocznych jest kilka wstęg tęczowych symetrycznie położonych względem jasnego centrum. Ich intensywność zanika w miarę oddalania się od środka. Kolejność barw jest odwrotna: najbardziej odchylona jest czerwona. Istotna jest różna długość fali. Interferencyjne Są to barwne plamy benzyny na kałużach, kolorowe bańki mydlane. Zabarwienie wywołane jest przez interferencję poszczególnych barw. Zależy od grubości błonki. Gdy grubość warstwy interferencyjnej jest mniejsza niż ćwierć długości fali, wówczas intereferencja nie zachodzi. Teresa Ryba

12 Zjawisko dyfrakcji (ugięcia) odkrył Francesco Grimaldi w 1665 r.
Polega ono na uginaniu się promieni świetlnych przechodzących w pobliżu przeszkody (np. brzeg szczeliny), podobnie jak w przypadku fal na wodzie. Dyfrakcja fali na wodzie przy przejściu przez szczelinę Teresa Ryba

13 Gdy d >> λ – dyfrakcja nie występuje.
Dyfrakcji ulega światło tylko na takich przeszkodach (szczelinach), których rozmiary są porównywalne z długością fali świetlnej. Gdy d >> λ – dyfrakcja nie występuje. Źródło: Teresa Ryba

14 Siatka dyfrakcyjna to układ równoległych i równo oddalonych od siebie szczelin (lub otworów), przepuszczających światło. Jeżeli na siatkę pada monochromatyczna fala świetlna, to na ekranie, po drugiej stronie siatki, otrzymujemy obraz dyfrakcyjny w postaci jasnych i ciemnych prążków. Teresa Ryba

15 Kąty a pod którymi można obserwować wzmocnienia spełniają zależność:
l - długości fali d - stała siatki k - numer (stopień) prążka Stałą siatki dyfrakcyjnej nazywamy odległość pomiędzy dwiema sąsiednimi rysami Teresa Ryba

16 Płyta kompaktowa oświetlona przez prostopadłą wiązką światła laserowego o długości 632,8 nm zachowuje się jak siatka dyfrakcyjna o gęstości linii równych gęstości ścieżek. Jeżeli pierwsza ugięta wiązka pojawia się dla kąta, którego sin=0,3986, to ile wynosi liczba ścieżek na 1 mm? Siatka dyfrakcyjna posiadająca 200 szczelin na 1 mm została oświetlona wiązką światła laserowego 630 nm. Jaki maksymalny rząd ugięcia można zaobserwować, jeżeli światło pada prostopadle do płaszczyzny siatki? Oświetlając kwadratową siatkę dyfrakcyjną prostopadle do niej wiązką światła laserowego o długości fali 0,83 mikrometrów otrzymamy na oddalonym o 1 m ekranie kwadratową siatkę punktów odległych od siebie o 0,6 mm. Jaka jest wartość stałej siatki? Oblicz stałą siatki przy założeniu, że siatka dyfrakcyjna ma 100 rys na 1mm. Wynik wyraź ją w nanometrach. Teresa Ryba

17 Siatka dyfrakcyjna o 100 rysach na milimetrze oświetlona została światłem o długości 600 nanometrów. Obliczyć kąt ugięcia dla pierwszego prążka interferencyjnego. Teresa Ryba

18 Ile prążków zobaczymy na ekranie, jeśli stała siatki
a długość fali światła, którym oświetliliśmy siatkę wynosi Nie jest możliwe uzyskanie na ekranie nieskończonej ilości prążków. Oznacza to, że istnieje maksymalne k max, które musi spełniać zależność dla : Zatem po obliczeniu Na ekranie zobaczymy 7 prążków: po 3 z każdej strony i w środku prążek zerowy. Teresa Ryba