Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемЛеонид Воздвиженский
Похожие презентации
Презентация 11 класса на тему: «Дифракция. Выполнила ученица 11 «А» класса Симкина Д. Д. 2015 г.». Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:
1 Дифракция. Выполнила ученица 11 «А» класса Симкина Д. Д г.
2 Дифракция механических волн. Дифракция- это отклонение от прямолинейного распространения волн, или огибание волнами препятствий. Дифракция присуща любому волновому процессу, так же как и интерференция. При дифракции происходит искривление волновых поверхностей у краев препятствий.
3 Примеры дифракции. 1. Морские волны свободно огибают выступающий из воды камень, если его размеры меньше длины волны или сравнимы с ней. 2. Мы можем услышать сигнал машины за углом дома, когда машины не видно. 3. Если прокричать в лесу, то звуковые волны свободно будут огибать деревья и ваши товарищи вас услышат.
5 Дифракция света. Дифракция света– это отклонение световых лучей от прямолинейного распространения при прохождении сквозь узкие щели, малые отверстия или при огибании малых препятствий. Пример: Пропуская тонкий пучок света через маленькое отверстие можно наблюдать нарушение закона прямолинейного распространения света- светлое пятно на экране против отверстия будет иметь большие размеры, чем размер пучка.
6 Опыт Юнга. В 1802 году Тома Юнг поставил классический опыт по дифракции. В непрозрачной ширме он проколол булавкой два маленьких отверстия В и С на небольшом расстоянии друг от друга. Эти отверстия освещались узким пучком света из отверстия А в другой ширме. Возникшая сферическая волна от отверстия А возбуждала в отверстиях В и С когерентные колебания(два колебания, разность фаз между которыми не меняется со временем). Вследствие дифракции от отверстий выходили 2 конуса, которые частично перекрывались и в результате интерференции этих двух тел на экране появлялись светлые и темные полосы.
7 Теория Огюста Френеля. Каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн, причем все вторичные источники когерентны (принцип Гюйгенса- Френеля). Френель построил количественную теорию дифракции, позволяющую рассчитывать дифракционную картину, возникающую при огибании светом любых препятствий.
8 Дифракционные картины от различных препятствий. А. Дифракция от тонкой проволочки- вместо тени видны светлые и темные полосы. Б. Дифракция от круглого отверстия- в центре дифракционной картины от отверстия появляется темное пятно, окруженное светлыми и темными кольцами. В. Дифракция от круглого экрана- в центре тени, образованные от круглым экраном, видно светлое пятнышко, а сама тень окружена темными концентрическими кольцами.
10 Примеры применения дифракции света. Звезды Компакт- диски
Пути света
Предмет: Физика
Класс: 11 классы.
Тема: Дифракция света
Основной вопрос: Может ли свет огибать препятствия и как это будет происходить.
Гипотеза:
Свет распространяется прямолинейно и следовательно, обходить препятствия не может.
Цели:
Задачи:
Этапы:
Результаты изучения научной литературы
Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий.
Как показывает опыт, свет при определенных условиях может заходить в область геометрической тени.
Если на пути параллельного светового пучка расположено круглое препятствие (круглый диск, шарик или круглое отверстие в непрозрачном экране), то на экране, расположенном на достаточно большом расстоянии от препятствия, появляется дифракционная картина – система чередующихся светлых и темных колец.
Если препятствие имеет линейный характер (щель, нить, край экрана), то на экране возникает система параллельных дифракционных полос.
Дифракционные явления были хорошо известны еще во времена Ньютона, но объяснить их на основе корпускулярной теории света оказалось невозможным. Первое качественное объяснение явления дифракции на основе волновых представлений было дано английским ученым Т. Юнгом.
Явление дифракции накладывает ограничения на применение законов геометрической оптики:
Дифракция накладывает предел на разрешающую способность оптических приборов:
— в микроскопе при наблюдении очень мелких предметов изображение получается размытым
— в телескопе при наблюдении звезд вместо изображения точки получаем систему светлых и темных полос.
Постановка опытов:
ОПЫТ С БУМАГОЙ
Можно увидеть дифракцию света и на круглом отверстии в листе черной бумаги.
Сделайте большое отверстие, например, при помощи дырокола. Тогда под лупой будет видна легкая цветная кайма по его краям снаружи. У луча света, выходящего из большого отверстия, дифракционная картина почти незаметна. В большинстве случаев ее можно вообще не учитывать, полагая, что свет распространяется исключительно прямолинейно. Дифракционная картина крохотного отверстия, проколотого в бумаге иглой, гораздо больше, чем оно само, и выглядит как система колец.
В этом случае отверстие выступает как источник света с малыми угловыми размерами. Его можно заменить светящейся точкой любого происхождения.
Взяв, например, отражение солнца в шарике от подшипника, лежащем на черном фоне, можно увидеть отчетливую картину, состоящую из колец, как дифракция на отверстии.
Отражение солнца в шарике — не что иное, как его оптически уменьшенное изображение! Так, например, в шарике диаметром 3 мм мы видим солнце таким, каким бы оно виделось с очень далекой планеты. Поэтому звезды, находящиеся от нас гораздо дальше, предстают перед окуляром обычного телескопа как крохотные светящиеся точки, при увеличении которых можно видеть лишь их дифракционные картины.
ОПЫТ С БУЛАВКОЙ
Обычная булавка с колечком укреплена на кусочке дерева и освещена лампой карманного фонари с расстояния 1 — 1,5 м. Если на булавку посмотреть через лупу, то станет отчетливо видна дифракционная картина.
Точно так же рассмотрение мелких предметов через микроскоп с очень большим увеличением позволяет отчетливо видеть их дифракционные картины, и их нередко принимают за реальные детали, иногда приводило к ложным открытиям.
Примеры дифракции в природе и в быту:
Если рассматривать пламя свечи через запотевшее стекло, посыпанное очень мелким порошком, то пламя кажется окруженным радужным ореолом.
Радуга возникает в основном вследствие преломления и полного отражения солнечных лучей в шарообразных каплях дождя. Радуга состоит из спектра, расположенного таким образом, что внешняя сторона радуги окрашена в красный цвет, а внутренний край – в фиолетовый цвет; от внешнего края до фиолетового располагаются все остальные цвета спектра. Радиус полукруга виден под углом зрения в 42,5º. Побочная радуга имеет внутренний радиус, видный под углом в 51º, и окрашена изнутри в красный цвет, а снаружи в фиолетовый.
Выводы:
Дифракция накладывает предел на разрешающую способность оптических приборов: в микроскопе при наблюдении очень мелких предметов изображение получается размытым; в телескопе при наблюдении звезд вместо изображения точки получаем систему светлых и темных полос.
Научно-практичная работа. Дифракция.
Иследовательская работа. Дифракция. Изложены результаты исследования преломения света.
Содержимое разработки
XII открытая региональная научно-практическая конференция
Автор: Бекреева Алёна
МКОУ Ордынская средняя
общеобразовательная школа №2, 10 класс
Шевякова Тамара Григорьевна,
учитель физики 1-ой квалификационной категории
Контактный телефон руководителя: 8-905-094-82-88
Глава I. Теоретическое обоснование темы
1.1 Толкование термина «дифракция»…………………………………4
1.2 История исследований………………………………………………4
1.3 Частные случаи дифракции…………………………………………6
Глава II. Практическая часть исследования
2.1 Дифракция на круглом отверстии………………………………….9
2.2 Дифракция на щели……………………………………. …………10
2.4 Дифракционная решётка…………………………………………. 14
Приложение 1. Френель Огюст Жан …………………..……………..17
Приложение 2. Юнг Томас …………………………………….……. 17
Приложение 3. Фраунгофер Йозеф …….…………………….………18
Приложение 4. Гримальди Франческо Мария………….………. ….18
Приложение 5. Голография……………………………………………19
Мы живем в век нанотехнологий, активно пользуемся результатами новейших открытий и изобретений, знакомимся с достижениями науки в самых различных областях. Стали привычными сообщения о новейших технологиях, достижениях в изучении космоса, исследовании элементарных частиц, позволяющих значительно повысить качество нашей жизни, на другом уровне воспринимать и правильно объяснять окружающий мир. Интерес к оптике, в частности, дифракции, её необычном проявлении и довольно сложном получении видимых результатов в обычных условиях, широком использовании в исследованиях микромира, заставил меня обратить внимание на это явление.
Проблема: Интерес к процессам в микромире: смогу ли я наблюдать дифракцию света?
Гипотеза: свет обладает дифракцией.
Цель работы: Получить дифракцию света на различных препятствиях и исследовать её зависимость от величины препятствия и расстояния до экрана.
1. Познакомиться с источниками, содержащими сведения о дифракции.
2. Составить собственный текст на основе отобранного материала.
3. Получить фотографии дифракции света на различных препятствиях.
4. Оформить отчет об эксперименте (фотографии, выводы).
1.Анализ и отбор теоретического материала.
2.Эксперимент по получению дифракционных изображений на различных препятствиях.
3.Анализ полученных результатов дифракции.
Глава 1. Теоретическое обоснование темы
1.1 Толкование термина «дифракция».
Условие ослабление света: 
, где 
— разность хода волн.
Наблюдается при условии, если волны имеют одинаковую частоту и постоянный сдвиг фаз (когерентные).
Общим свойством всех эффектов дифракции является зависимость степени её проявления от соотношения между длиной волны λ, размерами препятствий и расстоянием до экрана[1].
1.2 История исследований.
Дифракция на отверстии.
Дифракция лазерного луча с длиной волны 650 нм, прошедшего через отверстие диаметром 0,2 мм.
Распределение интенсивности света при дифракции на щели.
Дифракционная картина, возникающая при прохождении света через щель в непрозрачном экране.
1.3 Частные случаи дифракции.
Дифракция рентгеновских лучей.
Дифракция электронов — процесс рассеяния электронов на совокупности частиц вещества, при котором электрон проявляет свойства, аналогичные свойствам волны. При выполнении некоторых условий, пропуская пучок электронов через материал можно зафиксировать дифракционную картину, соответствующую структуре материала. Процесс дифракции электронов получил широкое применение в аналитических исследованиях кристаллических структур металлов, сплавов, полупроводниковых материалов[3].
1.4 Применение дифракции.
Дифракция в фотографии.
который использовал в качестве решётки птичьи перья. Формула дифракционной решётки 
, где 
= 0,1,2,…,определяет максимумы, т.е. усиление света. Дифракционную решётку применяют в спектральных приборах, также в качестве оптических датчиков линейных и угловых перемещений (измерительные дифракционные решётки), поляризаторов и фильтров инфракрасного излучения, делителей пучков в интерферометрах и так называемых «антибликовых» очках.
Один из простейших и распространённых в быту примеров отражательных дифракционных решёток — компакт-диск или DVD[1].
Этот принципиально новый способ фиксирования и воспроизведения пространственного изображения предметов изобретен английским физиком Д.Табором (1900-1979) в 1947 г. (Нобелевская премия 1971 г.). Экспериментальное воплощение и дальнейшая разработка этого способа (Ю. Н. Денисюком в 1962 г. и американскими физиками Э.Лейтом и Ю. Упатниексом в 1963 г.) стали возможными после появления в 1960 г. источников света высокой степени когерентности – лазеров.
Для восстановления изображения голограмма помещается в то же самое положение, где она находилась до регистрации. Ее освещают опорным
пучком того же лазера (вторая часть лазерного пучка перекрывается диафрагмой). В результате дифракции света на интерференционной структуре голограммы восстанавливается копия предметной волны, образующая объемное мнимое изображение предмета [4а].
Микроскоп и телескоп.
Волновая природа света налагает предел на возможность различения деталей предмета или очень мелких предметов при их наблюдении с помощью микроскопа. Дифракция не позволяет получить отчётливые изображения мелких предметов, так как свет распространяется не строго прямолинейно, а огибает предметы. Из-за этого изображение получаются «размытыми». Это происходит, когда линейные размеры предметов меньше длины световой волны.
Дифракция налагает также предел на разрешающую способность телескопа. Вследствие дифракции волн у края оправы объектива изображением звезды будет не точка, а система светлых и тёмных колец. Предельное угловое расстояние между светящимися точками, при котором их можно различать, определяется отношением длины волны к диаметру объектива[1].
Дифракция в нашей жизни (в быту)
Характеристика дифракции света как совокупности явлений, которые обусловлены волновой природой света при его распространении в среде. Нарушение симметрии распределения возмущений в поперечной волне. Сущность дифракционных эффектов и поляризации волн.
Подобные документы
Рассмотрение принципиального отличия дифракции от интерференции. Характеристика волновой и корпускулярной теории. Определение дифракции при отсутствии колебательных движений как доказательства волновых свойств. Оценка горба интерференционной картины.
статья, добавлен 19.05.2018
Определение химического состава вещества по его спектру, создание установки по дифракции света на дифракционной решетке. Пробные измерения, создание поверочного графика. Экспериментальные измерения длин волн, соответствующих участкам поглощения газов.
статья, добавлен 22.03.2019
Волны, создающие в каждой точке пространства колебания с не изменяющейся со временем разностью фаз. Источники когерентных волн. Перераспределение интенсивности световой волны в пространстве. Дифракция света – огибание светом контура непрозрачных тел.
реферат, добавлен 21.01.2016
Дифракция света, определение длины световых волн. Вольтамперные характеристики фотоэлемента. Закономерности и характеристики теплового излучения. Коэффициент черноты вольфрама и поглощения. Закон Стефана–Больцмана, энергия и длинна волны гамма-квантов.
лабораторная работа, добавлен 25.11.2012
Направление техники спектральной трансформации света. Преобразование монохроматического света. Утверждение о неизменности частоты света при регулярном (когерентном) распространении. Зависимость выхода флуоресценции от длины волны возбуждающего света.
статья, добавлен 14.11.2018
Теории световых явлений: волновая и корпускулярная. Законы преломления света в данных теориях. Измерение скорости света разными методами (метод Физо и пр.) в пространстве и в вакууме с высокой точностью. Измерение скорости света в воде методом Л. Фуко.
презентация, добавлен 27.04.2015
Исследование характеристик поляризации света как одного из фундаментальных свойств оптического излучения. Эффект неравноправия различных направлений плоскости, перпендикулярной световому лучу. Основные геометрические характеристика поляризации света.
реферат, добавлен 15.12.2011
Изучение и характеристика сущности прямолинейности распространения света. Исследование дифракции Френеля. Ознакомление с принципом Гюйгенса—Френеля для нахождения амплитуды светового колебания. Определение и анализ дифракционной картины для двух щелей.
дипломная работа, добавлен 08.06.2017
Возникновение двух теорий света: волновой и корпускулярной. Существование нескольких способов определения скорости света: астрономического и лабораторного методов. Интерференция световых волн. Зависимость результата интерференции от угла падения света.
реферат, добавлен 17.05.2010
Исследование явлений и закономерностей излучения, распространения и поглощения света. Геометрическая и волновая оптика. Закон отражения и преломления света. Собирающие и рассеивающие линзы. Дисперсия, интерференция и дифракция. Дифракционная решётка.
презентация, добавлен 17.09.2017
Дифракция в нашей жизни (в быту)
Характеристика дифракции света как совокупности явлений, которые обусловлены волновой природой света при его распространении в среде. Нарушение симметрии распределения возмущений в поперечной волне. Сущность дифракционных эффектов и поляризации волн.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.12.2010 |
| Размер файла | 31,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Дифракцией света называют совокупность явлений, которые обусловлены волновой природой света и наблюдаются при его распространении в среде с резко выраженными неоднородностями (например, при прохождении через отверстия в непрозрачных экранах, вблизи границ непрозрачных тел и т.д.) В более узком смысле под дифракцией понимают явление огибания светом малых препятствий, т.е. отклонения от законов геометрической оптики и следовательно проникновение света в область геометрической тени.
дифракция свет поляризация волна
При освещении белым светом (смесь с различными длинами волн) возникает зависящая от толщины цветная окраска пленки (например, радужные разводы на пятне нефти в воде). Описанный способ окраски используется в природе: пестрая расцветка крыльев бабочек обусловлена не наличием красящего пигмента, а интерференцией света в тонких прозрачных чашуйках крыльев. В технике интерференционные покрытия используются для создания зеркал с высоким коэффициентом отражения (“диэлектрические зеркала”) и для просветления оптики (гашения волн, отраженных от многочисленных поверхностей линз сложных объективов). Высокая чувствительность наблюдаемой картины распределения интенсивностей к разности хода интерферирующих пучков лежит в основе целого класса сверх точных приборов, называемых интерферометрами. Например измеряющие сверх-малые скорости движения (несколько сантиметров в год): сползание ледников, дрейф материков и т.д.
Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как частный случай интерференции (интерференция вторичных волн.
Широкое распространение получили высокочувствительные спектральные приборы с дифракционной решёткой в качестве диспергирующего элемента (монохроматоры, спектрографы, спектрофотометры и др.), использующие явление дифракции света. Дифракция на ультразвуковых волнах в прозрачных средах позволяет определять упругие константы вещества, а также создать акустооптические модуляторы света.
Дифракция волн наблюдается независимо от их природы и может проявляться:
· в разложении волн по их частотному спектру;
В научный обиход термин спектр ввёл Ньютон в 1671—1672 годах для обозначения многоцветной полосы, похожей на радугу, которая получается при прохождении солнечного луча через треугольную стеклянную призму. Например радуга возникает, когда Солнце освещает завесу дождя. По мере того как дождь стихает, а затем прекращается, радуга блекнет и постепенно исчезает. Наблюдаемые в радуге цвета чередуются в такой же последовательности, как и в спектре, получаемом при пропускании пучка солнечных лучей через призму.
· в преобразовании поляризации волн;
· в изменении фазовой структуры волн.
Полярные сияния возникают вследствие бомбардировки верхних слоёв атмосферы заряженными частицами, движущимися к Земле вдоль силовых линий геомагнитного поля из области околоземного космического пространства, называемой плазменным слоем. Проекция плазменного слоя вдоль геомагнитных силовых линий на земную атмосферу имеет форму колец, окружающих северный и южный магнитные полюса
