Šviesa, difrakcija, sklaida

 1. Ką vadiname šviesos intensyvumu, apšvietumu, srautu ir stipriu? Šviesos banga yra tam tikru dažniu kintančių elektrinio ir magnetionio laukų sklidimas erdve. Šviesos reiškinius sukelia tam tikru dąžniu kintantis elektrinis laukas. Greičiu v judančią elektringąją dalelę veikia Lorenco jėga. Šviesos reiškiniuiose esminis yra elektrinislaukas, ir jo stiprumo vektorius E, vadinamas šviesos vektoriumi. Bangos dažnis apibūdina jos periodiškumą laike. Realią bangą sudarančių bangų ilgių rinkinys vadinamas erdviniu spinduliavimo spektru. Šviesos greičio vakuume C ir jos fazinio greičio aplinkoje v santykis vadinamas šios aplinkos absoliutiniu lūžio rodikliu n. Aplinka vadinama optiškai vienalyte, jei absoliutinis lūžio rodiklis bet kokio dažnio švieai yra vienodas visuose taškuose. Elektromagnetinės bangos pernešama energija apibūdinama jos srauto tankiu (Pointingo vektoriumi). Šviesos energija įvertinama Pointingo vektoriaus modulio vidurkiu, šis dydis vadinamas šviesos intensyvumu. Šviesos intensyvumas tiesiog proporcingas bangos apmlitudės kvadratui. 2 Suformuluokite šviesos atspindžio ir lūžio dėsnius. Kas yra visiškas vidaus atspindys? Kokios yra visiško atspindžio sąlygos? 3. Apibūdinkite monochromatinę šviesą. Monochromationė (vienspalvė) banga užrašoma sin arba cos funkcija, jos amplitudė, ciklinis dąžnis ir pradinė fazė visame koordinačių verčių intervale ir laiko intervale yra pastovūs dydžiai. Ši banga yra periodinė ir nesibaigianti nei erdvėje nei laike. 4. Kokias bangas vadiname koherentinėmis? Sudėję dvi monochromatines koherentines šviesos bangas gaukite interferencinių maksimumų ir minimumų sąlygas. Bangų koherentiškumo sąvoka yra reliatyvi; koherentiškumas priklauso ne tik nuo banginių savybių, bet ir nuo interferencinį vaizdą fiksuojančio įtaiso inertiškumo. Bangos, kurios susitikimo taške sukelia nestatmenus virpesius, o jų fazių skirtumas nekinta laike, yra koherentinės. Bendru atvėju sudedamų koherentinių šviesos bangų astsojamasis intensyvumas nelygus tų bangų intensyvumų sumai 5. Paaiškinkite vienodo storio ir vienodo polinkio interferencinių juostų susidarymą. Kas lemia plonų plėvelių spalvą? Vienodo polinkio: apšviečiama vienodo storio plėvelė monochromatine neplokščiaja banga, šiuo atvėju šviesa į ją krinta įvairiais kampais, vieniems kampams tenkinama interferencijos maksimumo, kitiems interferencijos minimumo sąlyga., dėl to atsispindėjusioje šviesoje matomos pakatomis einančios tasios ir šviesios juostelės.. Tokią plėvelę apšvietus balta šviesa, susidaro įvairiaspalvių vienodo polinkio juostelių sistema. Vienodo storio: nevienodo storio plėvelę apšviečiame monochromatine plokšiąja šviesos banga. Šiuo atvėju plėvelės vienodo strio vietose bus vienodos interferencijos sąlygos 6. Kokiu tikslu skaidrinama optika ir kaip tai daroma? Kiekvienas skaidraus kūno paviršius atspindi apie 4% šviesos energisjo, sudėtinguose objektuose šie šviesos nuostoliai gakli pasiekti iki 70 %., kad jų išvegti optinių sistemų paviršiai padengiami tam tikro storio šviesai laidžiomis plėvelėmis. Jū lūžio rodiklis paprastai mažesni nei stiklo. Jei plėvelės storis tenkina interferencijos minimumo sąlygą, tai atsispindėjusios bangos viena kitą slopina, kartu sumažėja šviesos atspindžio nuostoliai. 7. Paaiškinkite Maikelsono ir Liniko interferometrų veikimo principą ir paskirtį? Interferometrai – labai tikslūs ilgio matavimo prietaisai Maiklsono interferometro pagrindinė dalis pusiau skaidri sidabruota plokštelė, monochromatinė šviesa 45 laipsnių kampu patekusi ant jos dalinai atsispindi, kita dalis lūžusi praeina kiaurai, pastaroji, atsispindėjusi nuo veidrodžio nukreipiama matuojamo objekto link, pirmoji atsispindėjusi nuo kito veidrodžio, per papildoma plokštele (analogiška veidrodžiui, kad abieju srautų keliai būtų vienodi) nukreipiama matuojamo objekto link.. Optinių kelių skirtumas A=2n(l1-l2), kai l1=l2 susidaro interferencijos maksimumas reguliujant veidrodžius galima nustatyti ir interferencijos minimumą. Prietaisas naudojamas tiksliems ilgio pokyčiams matuoti, tikslumas – 10-8 mm eilės. V. Linikas sujungė interferometrą su mikroskopu , sukūrė mikrointerferometrą. Veikimo principas panasus i ankstesnį, pagrindinė dalis perpjautas ir suklijuotas kubas su skaidriu sidabro sluoksniu, veidrodžio ir matuojamo paviršiaus kampas artimas pi/2, ko pasekoje pro mikroskopą matommos vienodo stroios interferencinės juostelės, ties nelygumais juostelės išįliksta, išmatavus juostelių išlinkimą apskaičiuojami nelygumai, matavimai yra (2-3) 10-7 mm eilės. 8. Kokį reiškinį vadiname šviesos difrakcija? Šviesai sklindant pro labai siaurus (bangos ilgio eilės) plyšius, mažas skylutes, ar pro kelyje esančias mažas neskaidrias kliūtis, pastebimi reiškiniai su ryškiomis nevienalytiškumos sritimis, vadinami šviesos difrakcija. 9. Suformuluokite Heigenso ir Frenelio principą Heigenso principas: kiekvienas taškas, kurį banga pasiekia tam tikru laiko momentu, yra elementariųjų bangų šaltinis, o visų tokių bangų gaubtinė AB vėlesniu laiko momentu yra bangos paviršius. Heigenso Frenelio principas: kiekvienas sklindančios bangos paviršiaus taškas yra antrinių koherentinių bangų šaltinis.S 10. Paaiškinkite Frenelio zonų metodą Iš Frenelio artinio išplaukia, kad kiekvienas bangos paviršiauas taškas skleidžia sferines bangas Simetriniuose uždaviniuose siekiant supaprastinti skaičiavimus ir integravimą pakeisti algebrine ar geometrine sudėtimi Nuotoliu Ro nuo bangos paviršiaus esančiame taške P atstojamųjų virpesių amplitudei rasti iš taško P spinduliais R=ro+nA/2 brėžiamos koncentrinės sferos, kurios banginį paviršių padalina į juostas, vadinams Frenelio zonomis Kai Frenelio zonų skaičiu yra didelis Em=1/2 Em1. Jei pirminė banga sklisdama nesutinka kliūčių, tai taške P jos sukeliamų virpesių amplitudė lygi centrinės Frenelio zonos keliamų virpesių amplitudės pusei. 11. Kokia bus svyravimo amplitudė erdvės taške, esančiame už apvalaus neskaidraus ekrano? Sklindančios sferinės šviesos banghos kelyje pasitaikius neskaidriai kliūčiai ji gali difraguoti. Sferinių bangų difrakcija dėl kliūties, kurio tiesiniai matmenys yra pirmosios freneio zonos matmenų eilės, vadinama Frenelio difrakcija. Matomo vaizdo pobūdis priklauso nuo uždengiamų Frenelio zonų skakaičiaus. Jei uždengiama nedidelė pirmosios zonos dalis, ekrano apšviestumass nepasikeis, jei uždengiama nedaug zonų, tuomet amplitudė susdaro nemaža, ir matomas Puasono taškas., kurė supa interferenciniai žiedai, jei užstojama dar daugiau zonų, susidaro paprastas šešėlis. 12. Kada už apvalios kiaurymės pasirinktame erdvės taške stebimas difrakcinis minimumas ir kada maksimumas? Jei “j” iš Em=1/2 Emj – atstojamųjų virpesių ampitudė yra neyginis ie nedidelis, susidaro interferencinis maksimumas, jei lyginis – minimumas, centrinį šviesų ar tamsų tašką supa koncentriniai pakaitomis einantys tamsūs ir šviesūs žiedai. 13. Paaiškinkite Fraunhoferio difrakciją siaurame plyšyje. Parašykite eigos skirtumų maksimumo ir minimumo sąlygų išraiškas. Bangas skindančias pro angas, kurių matmenys daug mažesni už Frenelio pirmsios zonos matmenis, galime laikyti plokščiosiomisBangos paviršiaus atviros dalies taškai yra antrinių koherentinių bangų šaltiniaiLęšis visą bangų optinį kelią pakeičia vienodai, todėl paildomas fazių skirtumas nesusidaro, bet gaunama šviesos interferencinių minimumų ir maksimumų sistema.. Interferenciniai maksimumai yra pluyšio difrakciniai atvaizdai. 14. Kas yra tiesinė difrakcinė gardelė ir kokie parametrai nusako jos kokybę? Stiklo ar kvarco plokštelė su daugeliu lygiagrečių, vienodai vienas nuo kito nutolusių ir vienodos formos bei pločio b rėžių, kurie atskirti pločio a šviesai neskaidriais tarpeliais, vadiname vienmaet tiesine difrakcijos gardele. d=a+b – difrakcijos gardelės konstanta (10-3 10-4 mm eilės), difrakcinės gardelės kampinė didpersija tiesiogiai proporcinga difrakcinio spektro eilei m ir atvirkščiai proporcinga jos konstantai d D=m/d Gardelės tiesinė dispersija tiesiogiai proporcinga kampinei dispersijai Dl=F m/d Tiesinės gardelės skiriamoji geba R=mN, ji tiesiogiai proporcinga spektro eilei ir gardelės rėžių skaičiui. 15. Paaiškinkite Fraunhoferio difrakciją tiesinėje gardelėje. Kaip gaunami difrakciniai spektrai ir nuo ko priklauso didžiausia stebimų spektrų eilė? Gardelėje šviesa difraguoja tik tumet, kai šviesos bangos ilgis nedaug mažesnis už gardelės konstantą d Iš N rėžių sudarytoje gardelėje tarp dviejų pagrindinių maksimumų yra papildomas minimumas. Kikevienas jų skiria mažyčius papildomus maksimumus Kuo daugiau rėžių difrakcinėje gardelėje, tuo daugiau šviesos energijos d praeina pro ją.. tiesinę gardelę apšvietus balta šviesa, visi maksimumai, išskyrus centrinį, išskleidžiami į spektrą, taigi tiesinė gardelė naudojama, kaip spektrinis įtaisas. 16. Kas yra optinio prietaiso dispersija ir skiriamoji geba? Nuo ko prilauso tiesinės difrakcinės gardelės skiriamoji geba? Spektrinio prietaiso skiriamąja geba vadiname nedimensinį dydį R, gaunamą iš gretimų linijų, kurias skiria prietaisas bangų ilgių santykio. Gardelės tiesinė dispersija tiesiogiai proporcinga kampinei dispersijai Dl=F m/d Tiesinės gardelės skiriamoji geba R=mN, ji tiesiogiai proporcinga spektro eilei ir gardelės rėžių skaičiui 17. Paaiškinkite bangų difrakcijos erdvinėje gardelėje reiškinį.Užrašykite Bregų formulę nuo kristalo atominių plokštumų atsispindėjusių Rentgeno spindulių difrakcijos maksimumui. Atstumai tarp dalelių (jonų, atomų, atomų grupių) kristale yra 10-10 m eilės, jos gaug kartų mažesnės už regimosios šviesos bangos ilgį, todėl regimoji šveisa peršviedama kristalą difrakcinio vaizdo nesudaro, tuo tarpo rentgeno ir gama spindulių bangų ilgis mažesnis už tokios gardelės konstantą, ir kristalas joms yra natūrali erdvinė difrakcinė gardelėŠių bangų veikiami kristalo struktūrinių dalelių elektronai virpa skleisdami antrines koherentines bangas, pastarosios interferuodamos duoda bangų difraksijos kristale vaizdą. Rentgeno spindulių lūžio rodiklis visose aplinkose yra artimas vienetui. 18. Kokiems praktiniams tikslams naudojama Rentgeno spindulių difrakcija kristaluose? Žinant bangų ilgį ir išmatavus O ir m, galima apskaičiuoti nežinomos struktūros kristalo tarpatominių plokštumų atstumą d,ir atvirkščiai jei žinomakristalo struktūra, išmatavus o ir m galima nustatyti difragavusiois bangos ilgį. Naudojama rentgenospektrijai. 19. Paaiškinkite holografinio vaizdo gavimo principą ir praktinį holografijos taikymą. Monochromatinę šviesą išsklaidome į du pluoštus: pagrindinį ir pagalbinį, pagrindiniu apšviečimas daiktas, šviesai jautri medžiaga apšviečiama nuo daikto atsispindėjusia šviesa ir pagalbiniu šviesos pluoštu. Jei šių bangų koherentiškumo nuotolis didesnis už nueitų kelių skirtumą, bangos interferuoja, ir šviesos interferencinį lauką fiksuoja fotoplokštelė. Holograma atkuriama plokštelę apšviečiant pagalbiniu šviesos pluoštu. Pritaikymo sritys – informacijai saugoti, holgarminis kinas ir TV, , koherentiniai radarai, akustinės hologramos, interferometrija. 20. Koks reiškinys vadinamas bangų dispersija? Kuo skiriasi normalioji ir anomalioji šviesos dispersija? Bangų dispersija vadinamas jų fazinio greičio priklausomumas nuo bangos dažnio. 21. Kuo skiriasi bangos fazinis ir grupinis greičiai? Kiekviena reali šviesos banga yra tam tikro skaičiaus skirtingo dažnio harmoninių bangų superpozicijos rezultatatas, Ji vadinama bangų grupe. Grupinis greitis yra bangos energijos pernešimo greitis. Grupinis greitis yra lygus kampinio dažnio išvestinei bangos skaičiaus atžvilgiu. Jei dispersijos nėra grupinis greitis yra lygus faziniam greičiui. Anomaliosios dispersijos atvėjumedžiaga bangas selektyviai sugeria, tuomet grupinis greitis nėra energijos pernešimo greitis. 22. Kas yra natūrali ir poliarizuota šviesa? Ar galima paprasta akimi atskirti natūralią šviesą nuo poliarizuotos? Šviesa kurios vektorių E amplitudės visomis kryptimis yra vienodos, vadinama natūraliąja, tokia šviesa kurios E vektorius virpa įvairiomis kryptimis, bet tam tikra kryptimis virpesių amplitudė yra didžiausia, vadinama dalinai poliarizuota. Šviesa vadinama elipsiškai poliarizuota, kai E vektoriaus galas brėžia erdvėje elipsiškai cilindrinę spirale, jei spiralė apskrita – šviesa apskritai poliarizuota. 23. Kokiais būdais gaunama poliarizuota šviesa? Apibūdinkite šviesos poliarizacijos laipsnį. Poliarizuota šviesa gaunama praeidžiant šviesą pro poliarizatorių (turmalino kristalo plokštelė) Turmalinas turi savybę praleisti tik vienos krypties šviesos vektorius. Jei naudjame tik vieną plokštelę – vadiname poliarizatoriumi, antrąja anaizatoriumi, sukant anaizatorių poliarizatoriaus atžvigiu praeinančios šviesos intensyvumas kinta, jei poliarizavimo kryptys tampa statmenos viena kitai, šviesa per prietaisą aplamai nepraeina. 24. Užrašykite ir paaiškinkite Briusterio ir Maliu dėsnius. Maliu I=Io cos^2

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!