Оптикалық сәулелену

Презентация қосу

Электромагниттік толқындар
шкаласы
Радиотолқындар: λ ~ 104 - 5 .10-5 м.

Оптикалық сәулелену: 10 нм - 1 мм.

Рентгендік сәулелену: 10 нм - 100 нм.

Гамма сәулелену: < 0,1 нм.
Оптикалық сәулелену
Оптикалық сәулелену немесе жарық деп 10 нм-ден
1 мм-ге дейінгі диапазонда орналасқан электромагниттік
толқындар аталады (шектері шартты). Оптикалық
сәулелену: инфрақызыл (ИК), көрінетін және ультракүлгін
(УФ).
Инфрақызыл сәулелену - вакуумда толқын ұзындығы
1 мм- ден 770 нм-ге дейінгі шектерде жатқан
қыздырылған денелер шығаратын электромагниттік
сәулелену.
Көрінетін жарық - 770 нм-ден 380 нм-ге дейінгі
вакуумдегі толқын ұзындығы бар электромагниттік
сәулелену, ол адам көзінде көру сезімін тудыруы мүмкін.
Ультракүлгін сәулелену - 380-ден 10 нм дейінгі
вакуумдағы толқын ұзындығы бар электромагниттік
сәуле.
О п т и к а - жарық табиғатын, оның шығу
заңдылықтарын, таралуын және затпен өзара
әрекеттесуін зерттейтің физика бөлімі.

Жарық туралы ғылым үш бөлікке бөлініп
қарастырылады:
- геометриялық ( сәулелік) оптика;
- толқындық оптика;
- кванттық оптика.
Магниттік емес ортадағы жарық жылдамдығы:
с с с
n
n
мұнда n – ортаның сыну көрсеткіші.
• Монохроматты деп бірдей жиіліктегі жарық
аталады.
• Жарық толқынының ұзындығы:
λ = λo / n
λo – толқынның вакуумдегі ұзындығы;
λ – n сыну көрсеткіші бар ортадағы толқын
ұзындығы.
Сыну заңы: (1) i i'
n2 sin i n1
1) n21 , n21 = υ1/υ2
n1 sin r
(2) r
Шағылу заңы: n2 n2 > n1

2) i=i'
• Жарық сәулесінің геометриялық жолы – ортадағы жол
ұзындығы: r.
• Оптикалық жол – сыну көрсеткіші мен геометриялық
жолдың көбейтіндісі: n.r
• Сәулелердің геометриялық жолының айырымы:
|r2-r1| = Δ r
• Сәулелердің оптикалық жолының айырымы:
Жарық интерференциясы
• Интерференция – когерентті толқындардың
қосылу құбылысы.
• Когерентті деп аталатын толқындардың
жиіліктері тең болады, ал фазаларының
айырымы тұрақты немесе нөлге тең.
• Когерентті толқындардың қосылуы толқын
энергиясының кеңістікте қайта бөлінуімен қатар
жүреді: толқындар бір нүктелерде бір – бірін
өзара күшейтеді, екіншісінде-өзара әлсіретеді.
Интерференция (жалғасы 1)
• Кеңістіктің кейбір нүктесіне екі когерентті көздерден
сәулелер келеді :
М
Е1 = Е01соs(ωt kr1) = Е01соsφ1 S r1
Е2 = Е02соs(ωt kr2) = Е02соsφ2 ☼ Э
S2 r2
☼ r
Е0 = Е01 + Е02 +2Е01Е02соsΔφ
2 2 2 Δ

Δφ = |φ2 - φ1| = k | r2 - r1| = 2π Δr / λ
r

Δφ - фазалар айырымы, Δr – сәулелер жолының айырымы.
Интерференция (жалғасы 2)
Е02= Е012 + Е022 +2Е01Е02соsΔφ , 2 r /
• 1) Егер: Δφ = 0, 2π, 4π,….., 2mπ , немесе
Δr = 2m(λ / 2) = mλ, мұнда m = 0,1,2,3,…
онда: Е02= Е012 + Е022 +2Е01Е02
J = J1+J2+2√J1J2 > (J1 + J2)
Δφ= 2mπ интерференция кезіндегі
жарық интенсивтілігінің
Δr = mλ максимум шарты
2) Егер: Δφ = π, 3π, 5π,….., (2m+1)π , немесе
Δr = (2m+1)λ / 2, мұнда m = 0,1,2,3,…
онда: Е02= Е012 + Е022 - 2Е01Е02
J = J1 + J2 + 2√J1J2 < (J1 + J2)
Δφ = (2m + 1)π жарық интерференциясындағы
Δr = (2m + 1)λ/2 минимум шарты
Когерентті толқындарды алу

Е1=Е01cos (t-s1/υ1),
М
Е2=Е02cos (t-s2/υ2),

мұнда υ1 = c/n1, υ2 = с/n 2
М нүктесіндегі толқын фазаларының айырымы:
2 2 2
= ( s2/v 2- s1/ v 1) = (s2n2-s1n1) = (L2 –L1) =
Максимум шарты:
0 0 0
.
= ± m 0

Минимум шарты:
0
= ± (2m+1)
Екі когерентті көзден шыққан интерференция (Юнг саңылаулары)

(b)
(а)
= S2 - S1. 2 2
S l ( x d / 2 ) ,
S12 l 2 ( x d / 2 )2 ,
S 22 S12 l 2 ( x d / 2) 2 l 2 ( x d / 2) 2 2 xd
(S2 - S1). (S2 + S1) = 2xd, l>>d , сондықтан S2 + S1 2 l,
= xd/l
L , L L
xmax = m 0 xmin = (2m+1) 0, x 0
d d d
Жазық-параллель пластинкадағы интерференция
(шағылған жарық)
n( AB BC ) ( AD 0 )
2d n 2 sin 2 0 / 2
Максимум шарты:

d 2d n 2 sin 2 0 / 2 m 0
немесе
2 2 0
2d n sin ( 2m 1 )
Минимум шарты: 2
2 2 0
2d n sin 0 / 2 ( 2m 1 ) , немесе
2d n 2 sin 2 m 0
(m = 0, 1, 2, 3, … – максимум немесе минимум реті)
Ньютон сақиналары (шағылған жарықтағы)

;

= 2h +λ0 /2, R2 = (R – h)2 + r2, h=r2/(2R). = r2/R +λ0 /2.
m-ші жарық сақинаның
радиусы rm = R( 2m 1 ) 0 , m = 1,2,3,…
m-ші қара-қоңыр сақинаның 2
радиусы
rm = Rm 0 , m = 0,1,2,3,…

Ұқсас жұмыстар

Шалаөткізгіш материалдарының оптоэлектроникадағы маңызы

Лазер жән оның түрлері мен оны медицинада қолдану

Жоғары қарқындылықты лазер сәулесі шығаруының биологиялық ұлпаға әсері

Лазерлер

Жарықтық сәулелену

Термоэлекторлық термометрлер

РЕНТГЕНДІК СПЕТРОСКОПИЯ

УК спектроскопия

Жоғары қарқындылықты лазер сәуле шығаруының биологиялық ұлпаларға әсер механизмі

Жарық көзі

Пәндер