Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton"

Seweryna Sobczyk
6 lat temu
Przeglądów:

Natura światła W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton W swojej pracy naukowej najpierw zajmował się optyką.

W 1672 powstała jego pierwsza praca New Theory about Light and Colors zawierająca wyniki badań dotyczące dyspersji światła oraz odkrycie, że światło białe jest mieszaniną różnych barw, z których

1 Natura światła W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton W swojej pracy naukowej najpierw zajmował się optyką. Pierwsze sukcesy odniósł właśnie w optyce, konstruując teleskop zwierciadlany dzięki temu 1672 został członkiem Towarzystwa Królewskiego w Londynie. W 1672 powstała jego pierwsza praca New Theory about Light and Colors zawierająca wyniki badań dotyczące dyspersji światła oraz odkrycie, że światło białe jest mieszaniną różnych barw, z których każda ma ściśle określony współczynnik załamania. W odpowiedzi na ostrą krytykę tej pracy ze strony m.in. Ch. Huygensa i R. Hooke a, Newton zaproponował teorię korpuskularną (cząsteczkową) światła, zgodnie z którą światło składa się z bardzo szybko poruszających się korpuskuł (cząstek). Załamanie światła tłumaczył tym, że na cząstki światła działa siła pochodząca od materii. R. Hooke a, przśladowca I. Newtona

Wszystkie swoje doświadczenia i poglądy na temat światła Newton zebrał w wydanym 1704 dziele Optics.

2 Rozszczepienie światła w pryzmacie Koło barw Newton zauważył też, że promień światła białego rozszczepia się po przejściu przez pryzmat na promienie o różnych kolorach, a tych różnych kolorów możemy z powrotem otrzymać światło białe. Wszystkie swoje doświadczenia i poglądy na temat światła Newton zebrał w wydanym 1704 dziele Optics. Omówił tam szczegółowo doświadczenia dotyczące optyki geometrycznej, zjawisk odbicia, załamania i dyspersji światła oraz właściwości światła białego, interferencji światła w cienkich warstwach, dyfrakcji i polaryzacji.

którego dotrze fala, staje się źródłem nowej fali cząstkowej (kulistej w przestrzeni i kolistej na

3 Natura światła Christiaan Huygens Twierdził, że światło jest falą. W 1678 roku sformułował, nazwaną później jego nazwiskiem, zasadę Huygensa : Każdy punkt ośrodka, do którego dotrze fala, staje się źródłem nowej fali cząstkowej (kulistej w przestrzeni i kolistej na płaszczyźnie). Gdy fala dotrze do szczeliny, każdy punkt ośrodka leżący wewnątrz niej staje się źródłem nowej fali. Zasada ta dotyczy również fal mechanicznych

Rysunek pokazuje, jak fala poprzeczna (rozchodząca się w jednym kierunku) wygląda widziana z góry i z boku.

4 Przykład fali podłużnej; falą podłużną może nią być również fala dźwiękowa w powietrzu. Przykład fali poprzecznej; falą poprzeczną może to być fala rozchodząca się wzdłuż sznura, fala na powierzchni wody czy fala dźwiękowa w ciele stałym. Rysunek pokazuje, jak fala poprzeczna (rozchodząca się w jednym kierunku) wygląda widziana z góry i z boku. Można sobie wyobrazić falę świetlną rozchodzącą się w ten sposób, chociaż w rzeczywistości nie widzimy, że drga ona w danym miejscu przestrzeni. Z góry widzimy fronty fali (lub powierzchnie falowe) jak gdybyśmy patrzyli w dół na fale oceanu. Widok z boku byłby wykresem pola elektrycznego lub magnetycznego.

5 Widmo fal elektro-magnetycznych (EM) Zakresy widma fal EM mają charakter umowny i wynikają albo ze sposobu wytwarzania fal albo ich zastosowania.

6 układ RLC antena Zmienne pola elektryczne i magnetyczne uciekają w przestrzeń Fala elektromagnetyczna (EM) to związane ze sobą zmienne (drgające) pola: elektryczne i magnetyczne rozchodzące się w przestrzeni.

7 Dyfrakcja i interferencja fal Jak wyjaśnić obraz fali po przejściu przez zespół szczelin?

8 Interferencja = nakładanie się fal W punkcie P sumują się: - dla fal mechanicznych wartości wychyleń cząstek z położeń równowagi. - dla fal EM wektory natężenia pola elektrycznego i indukcji magnetycznej.

Doświadczenie Younga Zadanie d sin n W cienkiej folii aluminiowej ustawionej równolegle do gładkiej ściany zrobiono dwa nacięcia w odległości 0,1 mm i oświetlono prostopadłą wiązką

9 Doświadczenie Younga Zadanie d sin n W cienkiej folii aluminiowej ustawionej równolegle do gładkiej ściany zrobiono dwa nacięcia w odległości 0,1 mm i oświetlono prostopadłą wiązką czerwonego światła laserowego o długości fali 650 nm. Jeżeli ściana jest w odległości 50 cm od układu szczelin to ile wynosi odległość w między najbliższymi prążkami na ekranie (ścianie)?

10 Interferometr Michelsona Światło monochromatyczne ze źródła, pada na posrebrzone półprzepuszczalne lustro P. Połowa wiązki świetlnej (A) jest przepuszczana przez P a połowa (B) odbita. Obie wiązki po odbiciu od zwierciadeł Z 1 i Z 2 i przejściu lub odbiciu od P poruszają się w stronę detektora (na rysunku jest nim oko ludzkie). Jeżeli drogi promieni A i B są takie same lub różnią się o całkowitą długość fali promienie fal interferują konstruktywnie.

11 Siatka dyfrakcyjna d - stała siatki d sin n Zadanie Siatka dyfrakcyjna posiada 500 rys na 1 mm długości. a) Oblicz stałą siatki. b) Na siatkę dyfrakcyjną pada prostopadle czerwone światło laserowe o długości fali 650 nm. Pod jakim kątem, na ekranie umieszczonym w pobliżu siatki, widać prążek drugiego rzędu? c) Oblicz najwyższy rząd widma, jaki można zaobserwować po skierowaniu wiązki światła laserowego o długości fali 650 nm prostopadle na siatkę dyfrakcyjną. d) Siatka dyfrakcyjna jest oświetlona prostopadłą do siatki wiązką promieni światła białego (zakres długości fal od 1 = 0,38 mm do 2 = 0,78 mm ). Siatka jest w odległości 1 m od ekranu. Znajdź szerokość widma I rzędu na ekranie.

Dyfrakcja promieni rentgenowskich Warunek Bragga: 2dsin n Zadanie Na powierzchnię niklu pada wiązka promieniowania rentgenowskiego o długości fali 1,27

12 Dyfrakcja promieni rentgenowskich Warunek Bragga: 2dsin n Zadanie Na powierzchnię niklu pada wiązka promieniowania rentgenowskiego o długości fali 1,27 nm. Odległość między płaszczyznami atomowymi niklu wynoszą 0,9 Å. Znajdź najmniejszy kąt, pod którym możemy zaobserwować wzmocnienie wiązki po odbiciu.

13 Fale stojące Przykład: drgania struny struna zamocowana z dwóch końców 2l λ n =, n= 1,2,3,... n

fal spolaryzowanych w różnych kierunkach Z wiązki światła

14 Polaryzacja fal Światło jest falą poprzeczną Naturalne (spontanicznie promieniowane przez atomy) światło jest mieszaniną fal spolaryzowanych w różnych kierunkach Z wiązki światła naturalnego możemy uzyskać wiązkę spolaryzowaną przepuszczając ją przez polaryzator

15 Zadanie Okulary służące do oglądania filmów trójwymiarowych (a właściwie stereoskopowych) w kinach mogą być m.in. następujących rodzajów: a) polaryzacyjne, w których jeden okular polaryzuje światło liniowo w pewnej płaszczyźnie, a drugi w płaszczyźnie prostopadłej; b) w których każdy okular przepuszcza światło o trzech długościach fali, z których oko (i mózg) może złożyć dowolny kolor, ale dla każdego z okularów są to inne długości. Masz do dyspozycji dwie pary okularów jednego z wymienionych typów oraz źródło niespolaryzowanego, białego światła. W jaki sposób możesz rozstrzygnąć, z którym typem okularów masz do czynienia?

16 Dyfrakcja światła na szczelinie

Podobne dokumenty

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła. . Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła. Rozwiązywanie zadań wykorzystujących poznane prawa I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 27 luty 2012 Dyfrakcja światła laserowego