نظرية بصريات الموجة. البصريات الموجة

بصرياتهو فرع من فروع الفيزياء يدرس انتشار الضوء وتفاعله مع المادة. الضوء هو إشعاع كهرومغناطيسي وله طبيعة مزدوجة. في بعض الظواهر ، يتصرف الضوء مثل الموجة الكهرومغناطيسية ، وفي حالات أخرى يتصرف مثل تيار من الجسيمات الخاصة من الفوتونات أو الكميات الضوئية. تتعامل البصريات الموجية مع الخصائص الموجية للضوء والكم - الكم.

خفيفةهو تدفق الفوتون. من وجهة نظر بصريات الموجة ، فإن الموجة الضوئية هي عملية تذبذب للمجالات الكهربائية والمغناطيسية المنتشرة في الفضاء.

تتعامل البصريات مع موجات الضوء ، وبشكل رئيسي نطاقات الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية. كموجة كهرومغناطيسية ، للضوء الخصائص التالية (وهي تتبع معادلة ماكسويل):

متجهات المجال الكهربائي E ، والمجال المغناطيسي H ، وسرعة انتشار الموجة V متعامدة بشكل متبادل وتشكل نظامًا يمينيًا.

يتأرجح المتجهان E و H في نفس المرحلة.

تم استيفاء الشرط التالي للموجة:

معادلة الموجة الضوئية ، حيث رقم الموجة ، هي متجه نصف القطر ، وهي المرحلة الأولية.

في تفاعل الموجة الضوئية مع مادة ما ، يلعب المكون الكهربائي للموجة الدور الأكبر (المكون المغناطيسي له تأثير أضعف خارج الوسائط المغناطيسية) ، لذلك يسمى E خفيفةيشير المتجه وسعته إلى A.

المعادلة (1) هي حل لمعادلة الموجة ، والتي لها الشكل:

(2) ، أين لابلاسيان ؛ V هي سرعة المرحلة V = c / n (3).

للوسائط غير المغناطيسية = 1 =>. من (3) يمكن ملاحظة أن n = c / v. وفقًا لنوع سطح الموجة ، يتم تمييز المسطحة ، الكروية ، البيضاوية ، إلخ. أمواج.

بالنسبة للموجة المستوية ، يكون اتساع متجه الضوء للمعادلة (1) ثابتًا. بالنسبة إلى الشكل الكروي ، يتناقص مع المسافة من المصدر وفقًا للقانون.

يتميز نقل الطاقة للموجة الضوئية بموجه Pointig.

إنه يمثل كثافة تدفق الطاقة ويتم توجيهه بالسرعة - في اتجاه نقله. يتغير المتجه S بسرعة كبيرة بمرور الوقت ، لذا فإن أي مستقبل إشعاع ، بما في ذلك العين ، خلال فترة مراقبة أطول بكثير من فترة الموجة ، يسجل متوسط ​​القيمة الزمنية لمتجه Pointig ، وهو ما يسمى شدة موجة الضوء.، أين. مع الأخذ في الاعتبار (1) وحقيقة أن Hono لها نفس الشكل ، يمكننا كتابة ذلك (4)

إذا كان متوسط ​​المعادلة (4) بمرور الوقت ، فسيختفي المصطلح الثاني ، إذن (5). من (5) يتبع ذلك أنا- (6).

الشدةأنا- هذا هو مقدار الطاقة المنقولة لكل وحدة زمنية بواسطة موجة ضوئية عبر وحدة مساحة. يسمى الخط الذي تنتشر على طوله طاقة الموجة الحزم. خاصية أخرى للموجة الضوئية هي استقطابها. يتكون المصدر الحقيقي من عدد هائل من الذرات التي تنبعث ، متحمسة ، خلال t = 10 -8 s ، بينما تنبعث جزء من الموجة λ = 3m.

هذه الموجات لها اتجاهات مختلفة للمتجه E في الفضاء ؛ لذلك ، تحدث اتجاهات مختلفة للمتجه E في الإشعاع الناتج أثناء وقت المراقبة ، أي يتغير الاتجاه E لمصدر حقيقي بشكل عشوائي في الوقت المناسب ، ويتم استدعاء الضوء من هذا المصدر طبيعي (غير مستقطب). إذا تم ترتيب اتجاه تذبذبات المتجه E ، فسيكون هذا الضوء مستقطب. التمييز بين الضوء المستقطب والمستقطب في دائرة والقطع الناقص.

بصريات موجة

بصريات موجة

القسم المادي البصريات ، التي تدرس مجموع الظواهر التي تظهر فيها الموجات. طبيعة العالم. أفكار حول الأمواج. تعود طبيعة انتشار الضوء إلى العمل الأساسي لـ Goll. عالم 2nd floor. القرن ال 17 X. Huygens. مخلوقات. حول تطوير V. حصل عليها في دراسات T. ، حيود الضوء ، قياس الطول ، تحديد اهتزازات الضوء المستعرضة والكشف عن السمات الأخرى لانتشار موجات الضوء. ولكن لمطابقة موجات الضوء المستعرضة مع DOS. فكرة V. حول انتشار التذبذبات المرنة في وسط متناحٍ ، كان من الضروري تزويد هذا الوسط (العالم) بعدد من المتطلبات التي يصعب التوفيق بينها وبين بعضها البعض. الفصل تم حل بعض هذه الصعوبات في الخداع. القرن ال 19 إنجليزي الفيزيائي ج. ماكسويل في تحليل عمليات الربط الكهربائي سريع التغير. و Magn. مجالات. في أعمال ماكسويل ، جديد V. o. ، el.-magn. نظرية الضوء ، والتي من خلالها اتضح أنها تفسير بسيط للغاية لعدد من الظواهر ، على سبيل المثال. استقطاب الضوء والكميات. العلاقات أثناء انتقال الضوء من عازل كهربائي شفاف إلى آخر (انظر صيغة FRESNEL). استخدام el.-mag. نظريات مختلفة مهام V. أظهر اتفاق مع التجربة. لذلك ، على سبيل المثال ، تم التنبؤ بظاهرة الضغط الخفيف ، والتي تم إثبات وجودها بواسطة PN Lebedev (1899). الملحق el.-mag. جعلت نظرية تمثيلات نموذج الضوء للنظرية الإلكترونية (انظر معادلات LORENTZ - MAXWELL) من الممكن ببساطة شرح اعتماد معامل الانكسار على طول الموجة (تشتت الضوء) والتأثيرات الأخرى.

مزيد من التوسع في حدود V. o. حدثت نتيجة تطبيق أفكار خاصة. نظرية النسبية (انظر نظرية النسبية) ، تجربة. إثبات القطع كان مرتبطا بصري رقيق. التجارب ، في DOS إلى ryh. الدور الذي لعبه يتعلق. مصدر الضوء ومستقبله (انظر تجربة مايكلسون). جعل تطوير هذه الأفكار من الممكن استبعاد العالم الأثير ليس فقط كوسيلة تنتشر فيها المجلات الإلكترونية. موجات ، ولكن أيضًا كإطار مرجعي مجرد.

ومع ذلك ، أظهر تحليل البيانات التجريبية على الإشعاع الحراري المتوازن والتأثير الكهروضوئي أن V. o. له تعريف. حدود التطبيق. شرح توزيع الطاقة في طيف الإشعاع الحراري من قبله. عالم الفيزياء M. Planck (1900) ، الذي توصل إلى استنتاج مفاده أن العناصر الأولية تتأرجح. يشع النظام ويمتص الطاقة ليس بشكل مستمر ، ولكن في أجزاء - كوانتا. أدى تطوير نظرية الكم بواسطة A.Einstein إلى إنشاء فيزياء الفوتون - بصريات جسمية جديدة ، حواف ، تكمل el.-mag. تتوافق نظرية الضوء تمامًا مع الأفكار المقبولة عمومًا حول ثنائية الضوء.

قاموس موسوعي فيزيائي. - م: الموسوعة السوفيتية. رئيس التحرير أ.م.بروخوروف. 1983 .

شاهد ما هو "WAVE OPTICS" في القواميس الأخرى:

البصريات الموجية هي فرع من علم البصريات يصف انتشار الضوء من حيث طبيعة الموجة. ظاهرة بصريات الموجات هي التداخل ، والحيود ، والاستقطاب ، وما إلى ذلك. انظر أيضًا روابط بصريات الموجة في الطبيعة ... ويكيبيديا

فرع من علم البصريات الفيزيائية يدرس مجمل ظواهر مثل حيود الضوء ، تداخل الضوء ، استقطاب الضوء ، حيث تتجلى الطبيعة الموجية للضوء ... قاموس موسوعي كبير

البصريات الموجة- - [L.G. Sumenko. القاموس الإنجليزي الروسي لتكنولوجيا المعلومات. M: GP TsNIIS، 2003.] موضوعات تكنولوجيا المعلومات بشكل عام EN البصريات الفيزيائية ... دليل المترجم الفني

فرع من علم البصريات الفيزيائية يدرس مجموعة من الظواهر التي تتجلى فيها الطبيعة الموجية للضوء ، مثل حيود الضوء ، وتداخل الضوء ، واستقطاب الضوء. * * * WAVE OPTICS WAVE OPTICS ، قسم البصريات الفيزيائية الذي يدرس ... ... ... قاموس موسوعي

البصريات الموجة- banginė optika statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. موجة البصريات vok. Wellenoptik، f rus. بصريات الموجة ، برانك. optique d'ondes ، f ؛ optique ondulatoire، f… محطات Fizikos žodynas

القسم المادي البصريات ، التي تدرس مجمل الظواهر التي تتجلى فيها الطبيعة الموجية للضوء ، مثل حيود الضوء ، وتداخل الضوء ، واستقطاب الضوء ... علم الطبيعة. قاموس موسوعي

أسلوب هذه المقالة ليس موسوعيًا أو ينتهك معايير اللغة الروسية. يجب تصحيح المقال وفقًا لقواعد الأسلوب في ويكيبيديا. المحتويات ... ويكيبيديا

ميكانيكا الكم ... ويكيبيديا

جدول "البصريات" من موسوعة 1728 يا ... ويكيبيديا

بصريات الموجة- فرع من علم البصريات الفيزيائية يدرس مجمل الظواهر التي تتجلى فيها الطبيعة الموجية للضوء. أول أعمال X. Huygens (1629 1695) النصف الثاني. القرن ال 17 تلقت بصريات الموجة تطورًا كبيرًا في دراسات T. Young (1773 1829) ، O. ... ... مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة. مسرد للمصطلحات الأساسية

كتب

• بصريات الموجة الطبعة النمطية الخامسة ، Kaliteevsky N. في الكتاب المدرسي لـ N. عرض خواص الموجات الكهرومغناطيسية ...

بصريات الموجة - فرع البصريات الذي يدرس الكلية
الظواهر التي تتجلى فيها الطبيعة الموجية للضوء.
مبدأ Huygens - كل نقطة وصلت إليها
تعمل الموجة كمركز للموجات الثانوية ، ومغلفها
تعطي الموجات موقع مقدمة الموجة في اليوم التالي
نقطة زمنية (جبهة الموجة - مكان هندسي
النقاط التي تصل إليها التذبذبات بمرور الوقت t).
هذا المبدأ هو أساس بصريات الموجة.

قانون التفكير

تحدث موجة مستوية على السطح البيني بين وسيطين
(موجة أمامية - طائرة AB) ، منتشرة
على طول الاتجاه الأول.
عندما تصل مقدمة الموجة إلى السطح العاكس
عند النقطة أ ، ستبدأ هذه النقطة في إشعاع موجة ثانوية.
لكي تقطع الموجة المسافة BC ، فهي مطلوبة
الوقت t = BC / v.

قانون التفكير

خلال نفس الوقت ، ستصل مقدمة الموجة الثانوية إلى النقاط
نصف الكرة ، نصف قطرها AD يساوي v t = BC.
موضع مقدمة الموجة المنعكسة في هذه اللحظة

مستوي DC ، واتجاه انتشار هذا
موجات - شعاع II. من المساواة بين المثلثات ABC و ADC
يتبع قانون الانعكاس: زاوية الانعكاس i1 / تساوي الزاوية
السقوط i1

قانون الانكسار

موجة الطائرة (الموجة الأمامية - الطائرة AB) ،
ينتشر في الفراغ على طول الاتجاه الأول
سرعة الضوء ج ، تقع على الواجهة مع الوسيط ، في
التي سرعة انتشارها تساوي v.
إذا كان الوقت الذي تستغرقه الموجة لسير المسار
BC يساوي t ، ثم BC = c t. خلال نفس الوقت ، مقدمة الموجة
متحمسًا للنقطة A في المتوسط ​​مع سرعة v ، ستصل
نقاط نصف الكرة ، نصف قطرها AD = v t.

قانون الانكسار

خلال نفس الوقت ، أثارت مقدمة الموجة بالنقطة A في الوسط
مع السرعة v ، ستصل إلى نقاط نصف الكرة التي يبلغ نصف قطرها AD =
فاتو. موضع مقدمة الموجة المنكسرة في هذه اللحظة
يتم إعطاء الوقت وفقًا لمبدأ Huygens
المستوى DC واتجاه انتشاره - الحزمة الثالثة.
يتبع من الشكل أن

منطق

الارتباط يسمى التماسك.
(تناسق) عدة اهتزازات أو موجة
العمليات في الوقت المناسب ، والتي تتجلى عند إضافتها.
تكون التذبذبات متماسكة إذا كان فرق الطور ثابتًا أثناء
الوقت وعند إضافة التذبذبات ، يتم الحصول على التذبذب
نفس التردد.
المثال الكلاسيكي لاثنين من التذبذبات المتماسكة هو
اثنين من التذبذبات الجيبية من نفس التردد.
تماسك الموجة يعني ذلك
في نقاط مكانية مختلفة
موجات التذبذب تحدث
متزامن ، أي فرق الطور
بين نقطتين لا يعتمد
من وقت.

تداخل الضوء أحادي اللون

التداخل الضوئي هو حالة خاصة لظاهرة عامة
تداخل الموجة ، والذي يتكون من المجال المكاني
إعادة توزيع طاقة الإشعاع الخفيف في
تراكب الموجات الكهرومغناطيسية المتماسكة.

موجات ضوئية أحادية اللون قابلة للتكديس
(متجهات شدة المجال الكهربائي للموجات E1 و
E2) عند نقطة المراقبة تتأرجح على طول واحد
مستقيم.
اتساع التذبذب الناتج في
النقطة قيد النظر.

شدة الموجة الناتجة
الشدة في حالة الطور
التذبذبات (المراحل f1 و f2 متشابهة أو مختلفة
لعدد زوجي)
الشدة في حالة الطور المضاد
التذبذبات (تختلف المرحلتان f1 و f2 برقم فردي)

طول المسار البصري بين نقطتين من الوسط -
المسافة التي يمر فوقها الضوء (إشعاع بصري)
ينتشر في فراغ أثناء مروره
بين هذه النقاط
فرق المسار البصري - الفرق بين البصري
طول المسارات التي يقطعها الضوء
فرق الطور لموجات ضوئية متماسكة ()
العلاقة بين فرق الطور واختلاف المسار البصري
.

شروط التداخل القصوى والدنيا

الحصول على أعمدة متماسكة من خلال تقسيم أمامي

طريقة يونغ
يتم لعب دور المصادر الثانوية المتماسكة S1 و S2 بواسطة اثنين
شقوق ضيقة مضاءة بمصدر واحد صغير الزاوية
الحجم ، وفي التجارب اللاحقة ، مر الضوء من خلاله
فتحة ضيقة S ، على مسافة متساوية من
فتحتين أخريين. لوحظ نمط التداخل
في منطقة أشعة الضوء المتداخلة المنبعثة من S1 و S2.

مرايا فرينل
يحدث الضوء من المصدر S بواسطة شعاع متباين على اثنين
مرايا مسطحة A1O و A2O ، تقع بالنسبة لبعضها البعض
صديق بزاوية مختلفة قليلاً فقط عن 180 درجة (الزاوية φ
صغير).
المصدر وصورته S1 و S2 (المسافة الزاوية بين
يساوي 2φ) تقع على نفس دائرة نصف قطرها r مع
متمركزة في O (نقطة تلامس المرايا).
أشعة الضوء ، المنعكسة من المرايا ، تشكل شكلين وهميين
مصدر الصور S1 و S2 ، والتي تعمل كملف
مصادر متماسكة (يتم الحصول عليها عن طريق تقسيمها
جبهة الموجة ،
الصادرة من S).
نمط التدخل
لوحظ في منطقة المتبادل
تداخل الحزم المنعكسة
(الشاشة E محمية من الاتصال المباشر
المثبط دخول الضوء 3).

فرينل بريزم
يتكون من قاعدتين مطويتين متطابقتين
مناشير بزوايا انكسار صغيرة. ضوء من
مصدر النقطة S ينكسر في كلا المنشورين ، في
ونتيجة لذلك ينتشر الضوء وراء biprism
الأشعة ، كما لو كانت صادرة من مصادر وهمية S1 و S2 ،
كونها متماسكة. في الشكل المظلل
مناطق - مناطق تقاطع الجبهات المنكسرة -
لوحظ نمط التداخل.

مرآة لويدز
مصدر النقطة S قريب جدًا
المسافة إلى سطح مرآة مسطحة M ، وبالتالي فإن الضوء
تعكسها المرآة بزاوية قريبة من زاوية الانزلاق.
المصادر المتماسكة هي المصدر الأساسي S و
صورتها الخيالية S1 في المرآة.

نمط التداخل من مصدرين متماسكين

توجد فتحتان ضيقتان S1 و S2 بالقرب من بعضهما البعض و
هي مصادر متماسكة - حقيقية أو
صور تخيلية للمصدر في بعض البصريات
النظام. تكون نتيجة التداخل في نقطة ما أ
شاشة موازية لكل من الفتحات وتقع من
منهم على مسافة l (l>> d). يتم تحديد الأصل عند النقطة
أوه ، متماثل فيما يتعلق بالفتحات.

اختلاف المسار البصري (انظر البناء و l>> d).
شدة الحد الأقصى (مع مراعاة الحالة
تدخل الحد الأقصى).
الحد الأدنى من الشدة (مع مراعاة الحالة
الحد الأدنى من التدخل).
عرض هامش التداخل (المسافة بين
اثنين من الحد الأقصى المتجاور (أو الحد الأدنى)).

ظهور التداخل الأقصى والدنيا من وجهة نظر نظرية الموجة

الحصول على حزم متماسكة من خلال تقسيم التوسيع

ضوء أحادي اللون من مصدر نقطي S ، حادث
على لوحة موازية مستوية شفافة رقيقة (انظر الشكل.
الشكل) ، ينعكس على سطحين من هذه اللوحة:
فوق وتحت. إلى أي نقطة تقع P مع ذلك
نفس الجانب من اللوحة مثل S ، تأتي شعاعتان ، والتي
إعطاء نمط التداخل. علي القيد
هناك قسمة على السعة ، لأن جبهات الموجة على
يتم الحفاظ عليها ، وتغيير اتجاهها فقط
حركة.

التداخل من صفيحة مستوية متوازية
الشعاعان 1 و 2 ينتقلان من S إلى P (النقطة P على الشاشة ،
الموجودة في المستوى البؤري للعدسة)
بواسطة شعاع حادث واحد وبعد الانعكاس من الأعلى و
الأسطح السفلية للوحة موازية لبعضها البعض.
إذا كان اختلاف المسار البصري بين الحزمة 1 و 2 صغيرًا في
مقارنة بطول تماسك الموجة الساقطة إذن
فهي متماسكة ، ونمط التداخل
يحددها اختلاف المسار البصري بين
الحزم المتداخلة.

اختلاف المسار البصري بين التداخل
الأشعة من النقطة O إلى المستوى AB

الحد الأقصى للتدخل
في الضوء المنعكس يتوافق مع
أدنى مستوياته في المرور ، و
العكس بالعكس (الاختلاف البصري
التحرك لتمرير و
ينعكس الضوء
يختلف بمقدار 0/2).

التداخل من صفيحة متغيرة السماكة
على الإسفين (الزاوية أ بين الوجوه الجانبية
صغير) موجة مستوية تسقط (دع اتجاهها
يتزامن الانتشار مع الحزم المتوازية 1 و 2).
في موقف متبادل معين من الوتد والعدسة
الأشعة 1 "و 1" تنعكس من الأعلى والأسفل
تتقاطع أسطح الإسفين عند نقطة ما أ ،
وهي صورة النقطة "ب". بما أن الشعاعين 1 "و 1"
متماسكة ، إذن
سيفعلون
تدخل.

العوارض 2 "و 2" ، التي تشكلت أثناء تقسيم الحزمة 2 ،
السقوط إلى نقطة أخرى من الإسفين ، يتم جمعها بواسطة عدسة عند هذه النقطة
أ ". يتم تحديد اختلاف المسار البصري بالفعل من خلال السماكة
د ". يظهر على الشاشة نظام هوامش التداخل.
إذا كان المصدر بعيدًا عن سطح الإسفين ، و
الزاوية a لا يكاد يذكر ، ثم فرق المسار البصري بينهما
يتم حساب الحزم المتداخلة بدقة تامة
وفقًا لصيغة لوحة مستوية متوازية
غير قادر

حلقات نيوتن
لوحظ عندما ينعكس الضوء من فجوة هوائية ،
تتكون من لوحة موازية للطائرة و
عدسة محدبة مستوية عند ملامستها لها
مع نصف قطر كبير للانحناء.
يسقط شعاع ضوء متوازي على سطح مستو
العدسات طبيعية تبدو شرائح متساوية السماكة
دوائر متحدة المركز.

بعض تطبيقات التدخل

تنوير البصريات
هذا هو التقليل من معاملات الانعكاس
أسطح الأنظمة البصرية بالتطبيق
أغشية شفافة يتناسب سمكها مع الطول
موجات من الإشعاع الضوئي.
سماكة الفيلم د ومؤشرات الانكسار
يتم اختيار الأفلام (ن) والنظارات (nc) بحيث
تتدخل
أشعة 1 "و 2"
تنطفئ بعضها البعض.

أجهزة قياس المسافات

الأدوات البصرية التي يمكن
تقسيم شعاع الضوء مكانيًا إلى قسمين أو أكثر
عدد الحزم المتماسكة وخلق بينها
فارق سفر معين. تجميع هذه الحزم معًا
مراقبة التدخل.

حيود الضوء

حيود الضوء - مجموعة من الظواهر التي لوحظت أثناء
انتشار الضوء من خلال فتحات صغيرة
حدود الأجسام المعتمة ، وما إلى ذلك وبسبب الموجة
طبيعة العالم.
ظاهرة الانعراج الشائعة في جميع عمليات الموجة ،
له ميزات للضوء ، وهي هنا ، كقاعدة عامة ،
الطول الموجي أصغر بكثير من أبعاد د للحواجز (أو
ثقوب).
لذا شاهد
يمكن الحيود
يكفى
مسافات كبيرة أنا من
الحواجز (I> d2 /).

مبدأ Huygens-Fresnel
يمكن أن تكون الموجة الضوئية التي يثيرها المصدر S.
قدمت نتيجة تراكب متماسك
موجات ثانوية "تشعها" مصادر وهمية.

مبدأ Huygens-Fresnel

حيود فراونهوفر

مناطق فرينل

لوحات المنطقة

في أبسط الحالات ، لوحات زجاجية
يتم تطبيق سطحه وفقًا لمبدأ الموقع
تناوب مناطق فرينل شفافة وغير شفافة
حلقات مع تحديد نصف قطر لقيم معينة
أ ، ب والتعبير

إذا وضعنا المنطقة
لوحة بدقة
مكان معين (في
المسافة أ من النقطة
المصدر وعلى مسافة ب من
نقاط المراقبة على الخط ،
ربط هاتين النقطتين) ، إذن
إنه لضوء الطول الموجي
سوف تمنع المناطق الزوجية و
اترك الفراغ الحر ،
بدءا من المركز.
نتيجة لذلك ، الناتج
السعة A = A1 + A3 + A5 + ...
يجب أن يكون أكثر من
موجة مفتوحة بالكامل
أمامي. تؤكد التجربة ذلك
الاستنتاجات: لوحة المنطقة
يزيد الإضاءة ،
يتصرف مثل جامع
عدسة.

انحراف فريسنل

حيود فرينل (الانعراج في الحزم المتقاربة)
يشير إلى حالة سقوط عقبة
الموجة الكروية أو المستوية ونمط الانعراج
لوحظ على شاشة وراء عقبة في
مسافة محدودة منه.

الانعراج عند ثقب دائري

هناك شاشة بفتحة مستديرة.
لوحظ نمط الانعراج عند النقطة B من الشاشة E ،
ملقاة على الخط الذي يربط S بمركز الحفرة.
الشاشة موازية للفتحة.

تحليل النتائج. يعتمد نوع نمط الانعراج على
عدد مناطق فريسنل التي تناسب الجزء المفتوح من الموجة
السطح في مستوى الحفرة. سعة الناتج
اهتزازات الذبذبات عند النقطة B من قبل جميع المناطق
(علامة "زائد" تقابل الفردي م ، "ناقص" حتى م).
إذا فتح الثقب عددًا زوجيًا من مناطق فرينل ، فعند النقطة ب
يوجد حد أدنى ، إذا كان فرديًا ، ثم حدًا أقصى. الأقل
شدة تقابل منطقتين فريسنل مفتوحتين ،
الحد الأقصى - منطقة فريسنل واحدة.

الحيود بواسطة قرص دائري

على مسار موجة كروية من نقطة المصدر S.
هناك قرص مستدير معتم. الانكسار
يتم ملاحظة الصورة عند النقطة B من الشاشة E ، والتي تقع على الخط
يربط S مع مركز القرص. الشاشة موازية للقرص.

تحليل النتائج. جزء الموجة المغطى بالقرص
يجب استبعاد الجبهة من النظر ومنطقة فريسنل
بناء يبدأ من حواف القرص.
إذا كان القرص يغطي مناطق m Fresnel ، فإن السعة
التذبذب الناتج عند النقطة B يساوي
أي يساوي نصف السعة بسبب الأول
منطقة فرينل المفتوحة. لذلك ، عند النقطة B دائمًا
هناك حد أقصى - بقعة مضيئة ، ودعا
بقعة بواسون ، التي يتزايد سطوعها مع زيادة حجمها
يتم تقليل القرص.

انحراف فرانهوفر (انحراف الشعاع الموازي)

يشير إلى حالة مصدر الضوء ونقطة
الملاحظات بعيدة بشكل لا نهائي عن العقبة ،
يسبب الحيود. عمليا ما يكفي لهذا
ضع مصدر ضوء نقطي في بؤرة التجميع
العدسات ، ودراسة نمط الانعراج في البؤري
مستوى العدسة الثانية المتقاربة المثبتة خلفها
عقبه.

حيود فراونهوفر بواسطة شق

عادي على مستوى فتحة العرض أ.
أشعة متوازية من الأشعة تخرج من شق في
اتجاه تعسفي φ (φ - زاوية
الحيود) بواسطة عدسة عند النقطة ب.

بناء مناطق فريسنل

الجزء المفتوح من سطح الموجة MN في مستوى الفتحة
مقسمة إلى مناطق فرينل ، على شكل خطوط ،
موازية للحافة M ورسمها بحيث يكون الفرق
السفر من نقاطهم كان / 2.
اختلاف المسار البصري بين الحزم المتطرفة MN و
اختصار الثاني.
عدد مناطق فريسنل التي تناسب عرض الشق.
حالة الحد الأدنى للانعراج عند النقطة ب
(عدد مناطق فريسنل زوجي).
حالة الانعراج القصوى عند النقطة ب
(عدد مناطق فريسنل فردي).

طيف الحيود

اعتماد توزيع الكثافة على الشاشة على الزاوية
الانحراف. تتركز معظم الطاقة الضوئية في
الحد الأقصى المركزي. مع زيادة زاوية الانعراج
شدة الحد الأقصى الجانبي ينخفض ​​بشكل حاد
(الشدة النسبية للحد الأقصى
I0: I1: I2: ... = 1: 0.047: 0.017: ...).
عند الإضاءة بالضوء الأبيض ، يكون الحد الأقصى المركزي
منظر لشريط أبيض (شائع لجميع الأطوال الموجية) ، جانبي
الحد الأقصى ملون بألوان قوس قزح.

تأثير عرض الشق على نمط الحيود

تناقص
فتحة العرض
وسط
يتوسع الحد الأقصى
(انظر الشكل أ) ، ج
زيادة العرض
شقوق (أ>)
الانكسار
تصبح المشارب أضيق
وأكثر إشراقًا (انظر الشكل ب).

الانعراج عند شقين

تحدث موجة ضوئية أحادية اللون
عادي لشاشة ذات شقين متطابقين (MN و
CD) عرض أ ، متباعدة عن بعضها البعض على مسافة ب ؛
(أ + ب) = د.

نمط الانعراج على شقين

بين الحد الأقصى الرئيسيين هو إضافي
الدنيا ، والحد الأقصى يصبح أضيق مما في حالة واحد
شقوق.

محزوز الحيود

محزوز الحيود أحادي البعد
نظام فتحات متوازية (ضربات) متساوية السماكة ،
مستلقية في نفس المستوى ومفصولة بالتساوي
العرض على فترات معتمة.
ثابت (فترة) محزوز الحيود
العرض الكلي للفتحة أ والفجوة المعتمة ب
بين الشقوق.

نمط الحيود على مقضب

نتيجة التداخل المتبادل للموجات القادمة من الجميع
الفواصل الزمنية ، أي يتم تنفيذ التداخل متعدد المسارات
أشعة الضوء المنعرجة المتماسكة القادمة من الجميع
شقوق.

المزيد من الفتحات في
صريف ، والمزيد
سوف تمر الطاقة الضوئية
شعرية ، والمزيد من الصغرى
تشكلت بين المجاورة الرئيسية
الحد الأقصى ، أي أن الحد الأقصى سيكون
أكثر حدة ووضوحًا.
الترتيب الأقصى للطيف ،
من محزوز الحيود

الشبكة المكانية. حيود الأشعة السينية

التكوينات المكانية التي تكون فيها العناصر
الهياكل متشابهة في الشكل ولها هندسية
الترتيب الصحيح والمتكرر بشكل دوري ،
وكذلك أبعاد تتناسب مع الطول الموجي
الاشعاع الكهرومغناطيسي.
وبعبارة أخرى ، مثل هذه التشكيلات المكانية
يجب أن يكون دورية في ثلاثة لا الكذب في واحد
اتجاهات الطائرة. كمكاني
يمكن استخدام بلورات المشابك.
المسافة بين الذرات في بلورة (10-10 م) من هذا القبيل
يمكنهم إظهار حيود الأشعة السينية
إشعاع (10-12-10-8 م) منذ ذلك الحين للمراقبة
يتطلب نمط الحيود قابلية التناسب
ثابت شعرية مع الطول الموجي للإشعاع الساقط.

حيود الأشعة السينية على بلورة

شعاع من الأشعة السينية أحادية اللون (على
يوضح الشكل العوارض المتوازية 1 و 2)
سطح بلوري بزاوية النظرة الخاطفة (الزاوية بين
شعاع الحادث والمستوى البلوري) و
يثير ذرات شعرية الكريستال ، والتي
تصبح مصادر لموجات ثانوية متماسكة 1 "و 2" ،
تتدخل مع بعضها البعض. نتيجة التدخل
يتم تحديد الموجات من خلال اختلاف مسارها 2d الخطيئة (انظر الشكل).

صيغة Wulf-Bragg

لوحظ الحد الأقصى للحيود في هؤلاء
الاتجاهات التي ينعكس فيها كل الذري
المستويات ، الموجات في نفس المرحلة (في
الاتجاهات التي تحددها صيغة Wulf-Bragg)
.

حل الأدوات البصرية

لأن الضوء له طبيعة موجية ،
تم إنشاؤه بواسطة نظام بصري (حتى لو كان مثاليًا!)
صورة مصدر النقطة ليست نقطة ، ولكن
هي بقعة مضيئة محاطة
تناوب الحلقات الداكنة والخفيفة (في حالة
ضوء أحادي اللون) أو حلقات قزحي الألوان (بوصة
حالة الضوء الأبيض).
لذلك ، ظاهرة لا مفر منها في الأساس
الانعراج يحد من الدقة الممكنة
قدرات الأدوات البصرية - القدرات
أجهزة بصرية لإعطاء صورة منفصلة لاثنين
قريبة من بعضها البعض من نقاط الكائن.

معيار رايلي

صور نقطتين متطابقتين قريبتين
مصادر أو خطين طيفيين قريبين مع
شدة متساوية ومتماثل
ملامح قابلة للحل (منفصلة للإدراك) إذا
الحد الأقصى المركزي لنمط الانعراج من واحد
المصدر (الخط) يتطابق مع الحد الأدنى الأول
نمط الحيود عن الآخر.

محبب الانحراف كأداة طيفية

موضع الحد الأقصى الرئيسي في محزوز الحيود
يعتمد على الطول الموجي:
لذلك ، عندما يمر الضوء الأبيض من خلال الشبكة ، كل شيء
الحد الأقصى ، باستثناء النقطة المركزية (م = 0) ، توسع إلى
الطيف ، ستواجه منطقة البنفسج
مركز نمط الحيود ، أحمر - إلى الخارج.
تستخدم هذه الخاصية لدراسة الطيف
تكوين الضوء (تحديد الأطوال الموجية والشدة
جميع المكونات أحادية اللون) ، أي الانكسار
يمكن استخدام صريف كطيف
جهاز.

خصائص محزوز الحيود

يميز التشتت الزاوي درجة التمدد
الطيف في المنطقة القريبة من طول موجي معين
القرار

تشتت الضوء

اعتماد سرعة الطور للضوء في الوسط على تردده.
منذ v \ u003d c / n ، ثم معامل الانكسار للوسط
تبين أنه يعتمد على التردد (الطول الموجي).

يشير تشتت معامل الانكسار إلى مدى السرعة
يتغير معامل الانكسار n مع الطول الموجي.

المنشور كجهاز طيفي

زاوية انحراف الأشعة بواسطة المنشور
n هي دالة لطول الموجة ، لذا فهي أشعة ذات أطوال موجية مختلفة
بعد المرور عبر المنشور سوف ينحرف بواسطة
زوايا مختلفة ، أي شعاع الضوء الأبيض خلف المنشور يتحلل
في الطيف (الطيف المنشوري)

الاختلافات في الانعراج والأطياف المنشورية

محزوز الحيود
نشور زجاجي
يتحلل ضوء الحادث
على التوالي إلى الطول
موجات ، وفقا للقياس
الزوايا (في الاتجاهات
maxima) يمكن
احسب الطول الموجي.
الحزم الحمراء منحرفة
أقوى من البنفسجي
(لها الأشعة الحمراء
أطول من الطول الموجي
ليلكي.
يكسر ضوء الحادث إلى
قيم المؤشر
الانكسار ، لذلك فهو ضروري
تعرف الإدمان
انكسار الخرسانة
مواد من الطول الموجي
الحزم الحمراء منحرفة
أضعف من الأرجواني
أما الأشعة الحمراء
معامل الانكسار
أقل.

منحنيات التشتت

صيغة التشتت (باستثناء التوهين لـ
اهتزازات إلكترون بصري واحد)

صيغة التشتت (بدون توهين) لـ
اهتزازات عدة إلكترونات ضوئية

امتصاص (امتصاص) الضوء

ظاهرة انخفاض طاقة الموجة الضوئية عند حدوثها
التوزيع في المادة بسبب التحول
طاقة الموجة إلى أشكال أخرى من الطاقة.

قانون بوجير لامبرت

تشتت الضوء

هذه هي عملية تحويل الضوء إلى مادة ،
يرافقه تغيير في الاتجاه
انتشار الضوء وظهور غير لائق
لمعان المادة.
تشتت الضوء في وسط عكر ونظيف
تأثير تيندال
التشتت الجزيئي

قانون رايلي

تتناسب شدة الضوء المتناثر عكسيا مع
القوة الرابعة من الطول الموجي للضوء المثير.
يصف القانون تأثير تيندال والتشتت الجزيئي.
وفقًا لقانون رايلي ، تكون شدة الضوء المتناثرة عكسية
يتناسب مع القوة الرابعة للطول الموجي ، لذلك أزرق
والأشعة الزرقاء تتناثر أكثر من الأصفر والأحمر ،
مما تسبب في اللون الأزرق للسماء. لنفس السبب ، ضوء
مرت من خلال سماكة كبيرة من الغلاف الجوي ، اتضح
غني بأطوال موجية أطول (الجزء الأزرق البنفسجي
الطيف مبعثر تمامًا) ، وبالتالي عند غروب الشمس وشروقها
تظهر الشمس حمراء.
تقلبات الكثافة وشدة تشتت الضوء
تزداد مع زيادة درجة الحرارة. لذلك ، في صيف صافٍ
اليوم يكون لون السماء أكثر تشبعًا مقارنةً بهذا
نفس يوم الشتاء.

إشعاع فافيلوف-شيرينكوف

انبعاث الضوء بواسطة الجسيمات المشحونة
عند التحرك في وسط بسرعة ثابتة V ،
تجاوز سرعة الطور في هذا الوسط أيضًا ، أي عند
حالة
(ن هو معامل الانكسار).
لوحظ للجميع شفافية
السوائل والغازات والمواد الصلبة.

إثبات إمكانية وجود إشعاع فافيلوف-شيرينكوف

تبرير الاحتمال
وجود إشعاع فافيلوف
شيرينكوف
وفقًا للنظرية الكهرومغناطيسية ، الجسيم المشحون
على سبيل المثال ، يصدر الإلكترون موجات كهرومغناطيسية
فقط عند التحرك بسرعة.
أظهر تام وفرانك أن هذا صحيح فقط حتى
طالما أن السرعة V للجسيم المشحون لا تتجاوز
سرعة الطور v = c / n للموجات الكهرومغناطيسية في الوسط ، in
الذي يتحرك فيه الجسيم.
وفقًا لتام وفرانك ، إذا كانت سرعة الإلكترون تتحرك
وسط شفاف يتجاوز سرعة طور الضوء في
وسط معين ، ينبعث الإلكترون من الضوء.
لا ينتشر الإشعاع في كل الاتجاهات إلا
فقط لأولئك الذين يشكلون زاوية حادة مع
مسار الجسيمات (على طول مولدات المخروط ، المحور
الذي يتزامن مع اتجاه سرعة الجسيمات).

يتحرك الإلكترون في وسط بسرعة V> v = c / n على طول
مسار AE (انظر الشكل).
كل نقطة (على سبيل المثال ، النقاط A ، B ، C ، D) من المسار ABC
الجسيمات المشحونة في وسط الخواص بصريًا هي
مصدر موجة كروية تنتشر مع
السرعة v = c / n.
أي نقطة لاحقة متحمسة مع تأخير ،
لذلك ، فإن نصف قطر الموجات الكروية على التوالي
تخفيض. وفقًا لمبدأ Huygens ، نتيجة لذلك
تدخل هذه الموجات الأولية
إطفاء بعضها البعض في كل مكان ما عدا
سطح مغلفهم
(سطح الموجة)
برأس عند النقطة E ، حيث عند نقطة معينة
اللحظة إلكترون.

تبرير اتجاهية إشعاع فافيلوف-شيرينكوف باستخدام مبدأ هيغنز

إذا ، على سبيل المثال ، سافر إلكترون في المسار AE في 1 ثانية ، ثم الضوء
لقد سارت الموجة في مسار AA خلال هذا الوقت ".
لذلك ، فإن المقاطع AE و AA "تساوي V و v على التوالي
= ج / ن.
مثلث AA "E - مستطيل بزاوية قائمة y
الرؤوس أ "
الكرات تتقاطع فقط عندما
الجسيمات المشحونة تتحرك بشكل أسرع
من الضوء
موجات ، ثم سطح الموجة الخاصة بهم
هو مخروط برأس
في النقطة التي هو فيها حاليًا
إلكترون.

تأثير دوبلر للموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ

0 و - على التوالي ، ترددات موجات الضوء المنبعثة
المصدر ويتصورها المتلقي ؛ الخامس - السرعة
مصدر الضوء بالنسبة للمستقبل ؛ - زاوية بين
متجه السرعة الخامس واتجاه المراقبة ،
يقاس في الإطار المرجعي المرتبط بالمراقب ؛
ج- سرعة انتشار الضوء في الفراغ

تأثير دوبلر الطولي

تأثير دوبلر المستعرض

استقطاب الضوء

مجموعة ظواهر بصريات الموجة التي فيها
يتجلى عرضية الضوء الكهرومغناطيسي
موجات (وفقا لنظرية ماكسويل ، موجات الضوء
عرضي: نواقل القوة الكهربائية
والمجالات المغناطيسية H للموجة الضوئية متبادلة
عمودي ومتذبذب عمودي
متجه السرعة v لانتشار الموجة
(عمودي على الشعاع)). بسبب ال
للاستقطاب يكفي دراسة السلوك
واحد منهم فقط ، وهو المتجه E ، والذي
يسمى ناقل الضوء.

الضوء المستقطب
الضوء الذي فيه اتجاه تذبذب متجه الضوء
مرتبة بطريقة ما.
ضوء طبيعي
ضوء مع كل الاتجاهات الممكنة متساوية الاحتمال
تذبذبات المتجه E (ومن ثم H).
ضوء مستقطب جزئيًا
خفيف مع الغالب (ولكن ليس حصريًا!)
اتجاه تذبذب المتجه E.

ضوء مستقطب مستوي (مستقطب خطيًا)
الضوء الذي يتأرجح فيه المتجه E (ومن ثم H)
فقط في اتجاه واحد عمودي على الشعاع.
ضوء مستقطب بيضاوي الشكل
الضوء الذي يتغير المتجه E مع مرور الوقت لذلك
أن نهايته تصف قطع ناقص في طائرة ،
عمودي على الشعاع.
الضوء المستقطب بيضاويًا هو النوع الأكثر شيوعًا
الضوء المستقطب.

الحصول على ضوء مستقطب مستوٍ

يتم الحصول عليها عن طريق تمرير الضوء الطبيعي من خلال المستقطبات
P ، وهي وسائط متباينة الخواص في
فيما يتعلق بتذبذبات المتجه E (على سبيل المثال ، البلورات ، في
خاصة التورمالين). المستقطبات تسمح بمرور الاهتزازات
بالتوازي مع المستوى الرئيسي للمستقطب ، و
تأخير الاهتزازات كليًا أو جزئيًا ،
عمودي عليها.

قانون مالوس

شدة الضوء المار
المستقطب والمحلل ، بما يتناسب مع المربع
جيب التمام للزاوية بين المستويات الرئيسية.

مرور الضوء الطبيعي من خلال مستقطبين

شدة الضوء المستقطب المنبعث
من المستقطب الأول
شدة الضوء المار عبر المستقطب الثاني
شدة الضوء المار من خلال مستقطبين
درجة الاستقطاب

استقطاب الضوء في الانعكاس والانكسار

ظاهرة استقطاب الضوء
عزل موجات الضوء باتجاهات محددة
تذبذبات المتجه الكهربائي - لوحظت عند
انعكاس وانكسار الضوء عند حدود الشفافية
العوازل الخواص.

انعكاس وانكسار الضوء في واجهة

إذا كانت زاوية حدوث الضوء الطبيعي على الواجهة ،
على سبيل المثال ، يختلف الهواء والزجاج عن الصفر ، ثم ينعكس
والأشعة المنكسرة مستقطبة جزئيًا.
في الشعاع المنعكس ، تسود الاهتزازات ،
عمودي على مستوى السقوط (في الشكل هم
المشار إليها بالنقاط) ، في الشعاع المنكسر - الاهتزازات ،
بالتوازي مع مستوى الإصابة
(في الشكل ، هذه التذبذبات
مبين بالسهام).
درجة الاستقطاب
يعتمد على زاوية السقوط.

قانون بروستر

بزاوية حدوث الضوء الطبيعي على الحدود
عوازل متناحية شفافة ، مساوية للزاوية
يتم تعريف Brewster iB بالعلاقة
الشعاع المنعكس مستقطب بالكامل (يحتوي فقط
الاهتزازات العمودية على مستوى السقوط) ،
الشعاع المنكسر مستقطب إلى أقصى حد ، لكن ليس كذلك
تماما.

حدوث الضوء الطبيعي بزاوية بريوستر

عندما يسقط الضوء الطبيعي على زاوية Brewster iB
الأشعة المنعكسة والمنكسرة بشكل متبادل
عمودي.

الاستقطاب في بيبريفونت

الانكسار - قدرة متباينة الخواص
المواد لتقسيم شعاع الضوء الساقط إلى حزمتين ،
تتكاثر في اتجاهات مختلفة مع اختلاف
سرعة المرحلة والاستقطاب بشكل متبادل

بلورات أحادية المحور وذات محورين

تباين المواد - الاعتماد على الخصائص الفيزيائية
المواد من الاتجاه.
المحور البصري للبلورة هو الاتجاه البصري
بلورة متباينة الخواص ، التي تنتشر
شعاع من الضوء دون التعرض لانكسار مزدوج.
بلورات أحادية المحور وذات محورين - بلورات ذات واحد
أو اتجاهين لا يوجد فيهما
انكسار مزدوج.
المستوى الرئيسي للبلورة أحادية المحور هي الطائرة ،
يمر من خلال اتجاه شعاع الضوء والبصرية
المحور البلوري.

الانكسار في الصاري الأيسلندي (بلورة أحادية المحور)

عندما يقع شعاع ضوئي ضيق على سماكة كافية
يخرج البلور منه منفصلين مكانيًا
أشعة موازية لبعضها البعض - عادية (س) و
غير عادي (هـ).

الانكسار في بلورة أحادية المحور في ظل حدوث الضوء الطبيعي

إذا كان الشعاع الأساسي يقع عادة على البلورة ، إذن
على أي حال ، يتم تقسيم الحزمة المنكسرة إلى قسمين: واحد من
هم استمرار الابتدائية - العادية
شعاع (س) ، والثاني منحرف - شعاع غير عادي (هـ). يتم استقطاب كل من الأشعة الإلكترونية بشكل متبادل
اتجاهات عمودية.

على حافة بلورة مقطوعة على شكل صفيحة ،
عادة ضوء الطائرة المستقطب.
ينحرف الشعاع الاستثنائي (هـ) في البلورة ويخرج
منه بالتوازي مع شعاع عادي (س). كلا العوارض
تعطي الشاشة E دوائر ضوئية o و e (انظر الشكل أ).
إذا تم تدوير البلورة حول محور يتزامن معه
اتجاه الأشعة السينية ، ثم ستبقى الدائرة على الشاشة
بلا حراك ، وتتحرك الدائرة الإلكترونية حولها
دائرة.

أشعة عادية وغير عادية ذات انكسار مزدوج

يتغير سطوع كلتا الدائرتين. إذا وصلت شعاع o
أقصى سطوع ، ثم "تختفي" الأشعة الإلكترونية ، والعكس صحيح.
يظل مجموع سطوع كلا الحزم ثابتًا. حتى إذا
تتداخل الحزم الإلكترونية و o (انظر الشكل ب) ، ثم أثناء الدوران
الكريستال ، يتغير سطوع كل دائرة ، والمنطقة
تتداخل في كل وقت مشرق بالتساوي.

سطح موجة كروية

تذبذبات المتجه E في أي اتجاه
الشعاع العادي عمودي على المحور البصري
الكريستال (يتم تحديد اتجاهه بواسطة الخط المنقط) ، لذلك ينتشر الشعاع في البلورة في جميع الاتجاهات مع
نفس السرعة v0 = c / n0.
لنفترض أنه عند النقطة S من البلورة مصدر نقطي
يشع الضوء موجة ضوئية ، يا شعاع في البلورة
تنتشر بسرعة v0 = const ، وبالتالي تنتشر الموجة
سطح الشعاع العادي هو كرة.

سطح الموجة البيضاوية

بالنسبة للحزمة الإلكترونية ، تكون الزاوية بين اتجاه تذبذب المتجه E و
يختلف المحور البصري عن المحور المباشر ويعتمد على
اتجاه الشعاع ، لذلك تنتشر الأشعة الإلكترونية في
بلور في اتجاهات مختلفة بسرعات مختلفة
ه = ج / ني. إذا كان عند النقطة S ينبعث مصدر نقطة
موجة ضوئية ، ثم تنتشر الأشعة الإلكترونية في البلورة
السرعة ثابتة ، وبالتالي سطح الموجة
شعاع غير عادي - إهليلجي. على طول المحور البصري
v0 = هاء ؛ أكبر تفاوت في السرعات - في
اتجاه،
عمودي
المحور البصري.

بلورة إيجابية

بلورة سلبية

تحدث الموجة المستوية بشكل طبيعي على وجه منكسر
بلورة أحادية المحور موجبة (المحور البصري OO "
تشكل زاوية معها).
مع وجود مراكز عند النقطتين A و B ، نقوم ببناء موجة كروية
الأسطح المقابلة للأشعة العادية ، و
بيضاوي - شعاع غير عادي.
عند نقطة ملقاة على 00 ، تكون هذه الأسطح على اتصال.

اتجاه الأشعة السينية والأشعة الإلكترونية في البلورة وفقًا لمبدأ Huygens

وفقًا لمبدأ Huygens ، فإن السطح المماس لـ
الكرات ، ستكون مقدمة (أ-أ) لموجة عادية ، و
ظل السطح إلى الأشكال الإهليلجية - أمامي (ب ب)
موجة غير عادية.
رسم خطوط مستقيمة لنقاط الاتصال ، نحصل على التوجيهات
توزيع العادي (س) وغير العادي (هـ)
أشعة. على النحو التالي من الشكل ، سوف تستمر الحزمة
الاتجاه الأصلي ، والشعاع الإلكتروني ينحرف عن
الاتجاه الأصلي.

المستقطبات

أجهزة الاقتناء والكشف والتحليل
ضوء مستقطب ، وكذلك للبحث و
قياسات تعتمد على ظاهرة الاستقطاب. هم
الممثلون النموذجيون مستقطبون
المنشورات والبولارويد.
تنقسم المناشير المستقطبة إلى فئتين:
إعطاء شعاع مستقطب واحد من الأشعة -
مناشير الاستقطاب أحادي الشعاع ؛
إعطاء شعاعين من الأشعة مستقطبة بشكل متبادل
الطائرات العمودية ، - شعاعان
مناشير الاستقطاب.

منشور صاري آيسلندي مزدوج ملصوق طوليًا
خطوط AB مع البلسم الكندي مع n = 1.55.
المحور البصري لمنشور OO مع وجه الإدخال
زاوية 48 درجة. على الواجهة الأمامية للمنشور شعاع طبيعي ،
بالتوازي مع حافة CB ، ينقسم إلى شعاعين:
عادي (ن 0 = 1.66) وغير عادي (ني = 1.51).

منشور استقطاب أحادي الشعاع (منشور نيكول أو نيكول)

مع اختيار مناسب لزاوية السقوط ، تساوي أو
أكبر من الحد ، والأشعة السينية تواجه انعكاسًا كليًا ، و
ثم يتم امتصاصه بواسطة سطح CB الأسود. شعاع إلكتروني
يترك البلورة موازية لشعاع الحادث ،
تعويض طفيف بالنسبة لها (بسبب
الانكسار عند الوجوه AC و BD).

منشور استقطاب ثنائي الشعاع (صاري آيسلندي ومنشور زجاجي)

يتم استخدام الفرق في مؤشرات الانكسار للأشعة السينية والأشعة لفصلها قدر الإمكان عن بعضها البعض.
الشعاع العادي ينكسر مرتين وبقوة
مرفوض. شعاع غير عادي مع مناسب
يمر اختيار معامل الانكسار للزجاج n (n = ne)
منشور بدون انحراف.

بلورات التورمالين

المستقطبات التي يعتمد عملها على الظاهرة
ازدواج اللون - الامتصاص الانتقائي للضوء في
حسب اتجاه تذبذب الكهرباء
ناقلات الموجة الخفيفة.

بولارويد

الأغشية التي تترسب عليها بلورات على سبيل المثال
herapatitis - مادة قابلة للانكسار مع مادة قوية
واضح ازدواج اللون في المنطقة المرئية. يتقدم
لإنتاج ضوء مستقطب.
لذلك ، بسمك 0.1 مم ، يكون هذا الفيلم بالكامل
يمتص الأشعة العادية للمنطقة المرئية من الطيف ،
كونه مستقطب جيد في طبقة رقيقة
(محلل).

شعاع من الضوء الطبيعي يمر عبر مستقطب
P وتصبح مستقطبة عند الإخراج ، بشكل طبيعي
يقع على صفيحة بلورية بسمك د ،
قطع من بلورة سالبة أحادية المحور
بالتوازي مع محوره البصري OO ". داخل اللوحة ، هو
مقسمة إلى عادي (س) وغير عادي (هـ)
الأشعة التي تنتشر
في اتجاه واحد
(عمودي
المحور البصري)،
ولكن مع مختلف
سرعات.

الحصول على ضوء مستقطب بيضاوي الشكل

تحدث تذبذبات المتجه E في الحزمة الإلكترونية على طول الموجة الضوئية
محور البلورة ، وفي الشعاع - عمودي على البصري
المحاور.
دع المتجه الكهربائي E الناتج من المستقطب
شعاع مستوٍ مستقطب مع المحور البصري
الزاوية البلورية أ.
قيم سعة المتجهات الكهربائية في
الأشعة العادية (Eo1) وغير العادية (Ee1):

الحصول على ضوء مستقطب بيضاوي الشكل

اختلاف المسار البصري للأشعة السينية والإلكترونية التي مرت عبر البلورة
سمك الصفيحة د.
فرق الطور بين تذبذبات الأشعة السينية والأشعة الإلكترونية عند إخراج اللوحة.
قيم سعة المتجهات الكهربائية Ee و Eo في الحزم الإلكترونية و o ،
مرت من خلال لوحة بلورية.
مسار الاهتزاز الناتج عند إضافته بشكل متبادل
التذبذبات العمودية ذات السعات المختلفة وفرق الطور
(تم استبعاد t من المعادلتين السابقتين)

مرور الضوء المستقطب من خلال صفيحة

تحليل الضوء المستقطب

طائرة مستقطبة ضوء
عند تدوير المحلل (A) حول اتجاه الشعاع
شدة الضوء تتغير ، وإذا كان على بعض
الموضع أ ، ينطفئ الضوء تمامًا ، ثم الضوء -
مستقطبة الطائرة.

محلل ، شدة الضوء المرسل ليست كذلك
التغييرات.

ضوء مستقطب دائريًا
في ضوء الاستقطاب الدائري ، فرق الطور φ بين
أي ذبذبتين متعامدين بشكل متبادل يساوي
± / 2. إذا وضعت لوحة "/ 4" في مسار هذا الضوء ، إذن
سيقدم فرق طور إضافي بمقدار ± / 2. المحصلة
سيكون فرق الطور 0 أو.
ثم ، عند الخروج من اللوحة ، يكون الضوء مستقطبًا ومستويًا
يمكن إخمادها عن طريق تحويل المحلل.
إذا كان الضوء الساقط طبيعيًا ، فعندئذٍ أثناء الدوران
محلل في أي موضع على اللوحة "/ 4"
شدة لا تتغير. إذا لم يتحقق الانقراض الكامل ، إذن
الضوء الساقط - خليط من الطبيعي والدائري
مستقطب.

ضوء مستقطب بيضاوي الشكل
إذا كنا في مسار الضوء المستقطب إهليلجي نضع
لوحة "/ 4" ، محورها البصري موجه
بالتوازي مع أحد محاور القطع الناقص ، ثم يتم تقديمه
فرق طور إضافي ± / 2. المحصلة
سيكون فرق الطور 0 أو. ثم عند الخروج من اللوحة
الضوء مستقطب بالطائرة ويمكن إخماده
تحول المحلل.
إذا كان الضوء الساقط مستقطبًا جزئيًا ، فعندئذٍ عند
دوران المحلل في أي موضع من اللوحة
شدة تختلف من
من الحد الأدنى إلى الحد الأقصى
لكن الانقراض الكامل لم يتحقق.

تداخل الضوء المستقطب

لقد ثبت تجريبيا أن الأشعة المتماسكة ،
مستقطب في عمودين بشكل متبادل
الطائرات لا تتدخل. التشوش
لوحظ فقط عند التقلبات في
تتفاعل الأشعة على طول واحد
الاتجاهات. عادية جدا وغير عادية
الأشعة الخارجة من الصفيحة البلورية
متماسكة وهناك فرق بينهما
المراحل ، اعتمادًا على المسافة التي يقطعونها فيها
لوحة ، لا يمكنهم التدخل ، لأنهم
مستقطبة في الطائرات المتعامدة بشكل متبادل.
لمراقبة تدخل المستقطب
أشعة ، فمن الضروري اختيار المكونات من كلا الشعاعين مع
نفس اتجاه الاهتزاز.

اختيار المكونات مع نفس اتجاهات الاهتزاز

صفيحة بلورية مقطوعة من محورين
الكريستال الموازي للمحور البصري OO "
بين المستقطب P والمحلل A. بالتوازي
يتحول شعاع الضوء عند الخروج من R إلى
مستقطبة الطائرة.
في صفيحة بلورية ، تنتشر الأشعة السينية والإلكترونية في
اتجاه السقوط ولكن بسرعات مختلفة.
المحلل أ ينقل التذبذبات المستقطبة في
نفس المستوى: نواقل كهربائية ناشئة من
محلل تتأرجح الأشعة السينية والإلكترونية على طول
في نفس الاتجاه ، أي التداخل ممكن.

التباين البصري الاصطناعي

رسالة التباين البصري طبيعية
الخواص الخواص ، إذا كانت تخضع ل
الضغط الميكانيكي ، يتم وضعها في
مجال كهربائي أو مغناطيسي.
نتيجة لذلك ، تكتسب المادة خواص أحادية المحور
الكريستال ، المحور البصري الذي يتزامن
حسب اتجاهات التشوه ،
المجالات الكهربائية أو المغناطيسية.

الحصول على مواد متباينة الخواص بصريًا

تأثير كير

التباين البصري للمواد الشفافة تحت
التعرض لمجال كهربائي موحد.
آلية تأثير كير
بسبب الاستقطاب المختلف للجزيئات
عازلة في اتجاهات مختلفة. الكهرباء
الحقل يوجه الجزيئات القطبية على طول المجال و
يستحث لحظة كهربائية في الجزيئات غير القطبية.]
لذلك ، فإن مؤشرات الانكسار (وبالتالي ، و
سرعة الانتشار في مسألة الأمواج ،
مستقطبة بطول وعمودي] على المتجه
شدة المجال الكهربائي)
ك مختلفة ، يحدث الانكسار.

خلية كير

كفيت مع أطباق تحتوي على سائل
مكثف ، يوضع بين التقاطع
المستقطب والمحلل.
في حالة عدم وجود مجال كهربائي ، الضوء من خلال النظام لا
يمر، يمرر، اجتاز بنجاح. عند تطبيقها ، تصبح البيئة
متباين الخواص ، والضوء الذي يخرج من الخلية بيضاوي الشكل
مستقطب ويمر جزئيًا عبر المحلل.

فرق الطور φ الناشئ بين الأشعة العادية وغير العادية

يقاس بوضعه أمام المحلل
المعوض (جهاز به الاختلاف
يتم تقليل السفر بين الشعاعين إلى الصفر).

دوران مستوى الاستقطاب (أو النشاط البصري)

قدرة بعض المواد (الكوارتز ، السكر ، الماء
محلول السكر ، زيت التربنتين ، إلخ) في حالة عدم وجود خارجي
التأثيرات لتدوير مستوى الاستقطاب (الطائرة ،
يمر عبر المتجه الكهربائي E وشعاع الضوء).
تسمى المواد التي تقوم بتدوير مستوى الاستقطاب
نشطة ضوئيا.

مراقبة دوران مستوي الاستقطاب

ضوء مستقطب مستوٍ يخرج من المستقطب
يمر عبر محلول السكر.
المستقطب المتقاطع والمحلل خلف الكوفيت مع
الحل لا يطفئ الضوء تمامًا. إذا تحول إلى
زاوية φ ، ثم يحدث الانقراض الكامل للضوء. بالتالي،
الضوء بعد مروره من خلال النظام لا يزال
مستقطب المستوي ، لكن المحلول يدور المستوي
استقطاب الضوء بزاوية φ.

زاوية دوران مستوي الاستقطاب

البلورات النشطة بصريًا والسوائل النقية
الحلول النشطة بصريًا
النشاط البصري يرجع إلى كل من بنية الجزيئات
المواد (عدم تناسقها) ، والميزات
ترتيب الجزيئات في الشبكة البلورية.

المواد الفعالة بصريًا اليمنى واليسرى

المواد dextrorotatory

نحو الشعاع ، يتحول إلى اليمين (في اتجاه عقارب الساعة).
مواد أعسر
المواد التي مستوى الاستقطاب عند النظر إليها
نحو الشعاع ، يتحول إلى اليسار (عكس اتجاه عقارب الساعة
السهام).

تدخل الضوء- ظاهرة إعادة توزيع تدفق الضوء في الفضاء عند تراكب موجتين (أو عدة) موجات ضوئية متماسكة ، ونتيجة لذلك تظهر الحدود القصوى في بعض الأماكن ، والحد الأدنى للشدة في أماكن أخرى.

متماسكتسمى الموجات ، ولا يتغير اختلاف الطور فيها سواء في المكان أو في الزمان. شرط أقصى شدة لاختلاف المرحلة ؛ الحد الأدنى من الشروط

.

للحصول على موجات ضوئية متماسكة ، تُستخدم طرق لفصل الموجة المنبعثة من مصدر واحد إلى جزأين أو أكثر ، والتي ، بعد المرور عبر مسارات بصرية مختلفة ، يتم فرضها على بعضها البعض.

دع الفصل إلى موجتين متماسكتين يحدث عند نقطة معينة O. قبل النقطة M ، حيث يتم ملاحظة نمط التداخل ، موجة واحدة في وسط مع مؤشر انكسار ن 1 سافر في المسار S 1 ، والثاني - في وسط مع معامل الانكسار ن 2 - المسار S 2. فرق الطور للتذبذبات التي تثيرها الموجات عند النقطة M يساوي

.

حاصل ضرب الطول الهندسي S لمسار موجة ضوئية في وسط معين بواسطة الأس نيسمى انكسار هذا الوسط بطول المسار البصري إل، أ  = (إل 2 – إل 1 ) - الفرق في الأطوال الضوئية للمسارات التي تعبرها الموجات - يسمى فرق المسار البصري. نأخذ في الاعتبار أن  / c = 2v / c = 2 /  0 ، حيث  0 هو الطول الموجي في الفراغ.

الحد الأقصى للتدخل: اختلاف المسار البصري يساوي عددًا صحيحًا من الموجات وستحدث التذبذبات التي يتم تحفيزها عند النقطة M بواسطة كلا الموجتين في نفس المرحلة  = ± م ، أين ( م = 0, 1, 2,...).

شرط التداخل الأدنى: فرق المسار البصري يساوي نصف عدد صحيح من الموجات وستحدث التذبذبات التي تثيرها الموجات عند النقطة M في الطور المضاد
، أين ( م = 0, 1, 2,...).

موضع الحد الأقصى للإضاءة عند ملاحظة التداخل من الشقوق الصغيرة X الأعلى = ± ر (ل/ د)  ، أين مهو ترتيب الحد الأقصى ، د- المسافة بين الفتحات ، ل - المسافة إلى الشاشة ؛ أدنى مستوياته x دقيقة = ± (م+1/2)(ل/ د)  .

المسافة بين حدين صغيرين متجاورين ، تسمى عرض هامش التداخل ، هي  x = (ل/ د)  .

و التشوشرقيقةأفلام:

اختلاف المسار البصري

,

جي
دي نهو معامل الانكسار النسبي للفيلم ، φ هي زاوية سقوط الضوء. المصطلح ±  / 2 يرجع إلى فقدان نصف موجة عندما ينعكس الضوء من الواجهة. اذا كان ن> ن 0 (ن 0 هو معامل الانكسار للوسط الذي يوجد فيه الفيلم) ، ثم يحدث فقدان نصف الموجة عند الانعكاس من السطح العلوي للفيلم ، وسيكون للمصطلح أعلاه علامة ناقص ، إذا ن< ن 0 ، ثم سيحدث فقدان نصف الموجة على السطح السفلي للفيلم ، وسيكون  / 2 علامة زائد.

أنصاف أقطار الحلقات المظلمة في حلقات نيوتن المنعكسة والضيقة في الضوء المرسل
، حيث م = 1 ، 2 ، .. هو رقم الحلقة ، صهو نصف قطر انحناء العدسة.

حيود الموجة: موجة ضوئية تنحني حول حدود الأجسام المعتمة مع تشكيل تداخل لإعادة توزيع الطاقة في اتجاهات مختلفة.

ص
مبدأ Huygens-Fresnel: كل ​​نقطة في مقدمة الموجة هي مصدر للموجات التي تنتشر بسرعة مميزة لوسط معين. يعطي غلاف هذه الموجات موقع مقدمة الموجة في اللحظة التالية من الزمن. تتذبذب جميع نقاط مقدمة الموجة بنفس التردد وفي نفس المرحلة ، وبالتالي تمثل مجموعة من المصادر المتماسكة. حساب اتساع ومراحل الموجات الثانوية يجعل من الممكن العثور على اتساع الموجة الناتجة في أي نقطة في الفضاء.

حيود فرينل(من مقدمة الموجة الكروية).

نصف قطر منطقة فرينل:
، أين أهي المسافة من المصدر إلى الشاشة ، بهي المسافة من الشاشة التي بها ثقب إلى شاشة مراقبة الحيود ، م = 1,2,3...

إذا مر عدد زوجي من مناطق فرينل عبر الثقب ، عندئذٍ تُلاحظ بقعة مظلمة في وسط نمط الانعراج ، إذا كان عددًا فرديًا ، ثم رقم ساطع.

حيود فراونهوفر(من مقدمة موجة مسطحة).

شرط مراقبة الحد الأدنى للانعراج من شق واحد
(ر = 1, 2, 3…).

محزوز الحيودهو نظام لتكرار عدم التجانس بشكل دوري.

فترة شعريةد هي المسافة بين محوري شقين متجاورين.

حالة الحد الأقصى للحيود من محزوز الحيود
, (ر= 1, 2, 3…).

صريف التشتت الزاوي
يساوي

يحدد حل محزوز الانعراج الفاصل الزمني ، حيث يُنظر إلى طولين موجيين متقاربين من الطيف 1 و λ 2 كخطوط منفصلة:
، أين نهو العدد الإجمالي للشقوق المحززة التي يدخلها الضوء أثناء الانعراج.

يسمى الضوء المستقطب بالضوء ، حيث يتم بطريقة ما ترتيب اتجاهات اهتزازات ناقل الضوء. الطائرة التي تمر عبر اتجاه تذبذب متجه الضوء ه تسمى الموجة المستقطبة المستوية واتجاه انتشار هذه الموجة بمستوى التذبذب ، ومستوى تذبذب المتجه ح تسمى طائرة الاستقطاب. الضوء المستقطب المستوي هو الحالة المحددة للضوء المستقطب إهليلجي - الضوء الذي يكون متجهًا له ه (المتجه ح ) يتغير بمرور الوقت بحيث تصف نهايته شكلًا بيضاويًا يقع في مستوى عمودي على الحزمة. إذا تحلل قطع ناقص الاستقطاب إلى خط مستقيم (عندما يكون فرق الطور  يساوي صفرًا أو) ، فإننا نتعامل مع الضوء المستقطب المستوي المذكور أعلاه ، إذا كان في دائرة (عندما  = ±  / 2 و سعات الموجات المجمعة متساوية) ، إذن نحن نتعامل مع الاستقطاب حول العالم.

درجة الاستقطاب هي الكمية
،أين أناماكس و أنا min - شدة الضوء القصوى والدنيا المقابلة لمكونين متعامدين بشكل متبادل من المتجه E. للضوء الطبيعي أناماكس = أنادقيقة و ص= 0 ، للطائرة المستقطبة أنادقيقة = 0 و ص = 1.

قانونمالوس: أنا = أنا 0 cos 2  أين أنا 0 هي شدة الضوء المستقطب على المحلل ؛ α هي الزاوية بين مستويات نقل المستقطب والمحلل ، أناهي شدة الضوء المستقطب الذي يغادر المحلل.

عندما يسقط الضوء على السطح العازل بزاوية ترضي العلاقة tgi B = n 21 ، حيث n 21 هو معامل الانكسار للوسيط الثاني بالنسبة إلى الأول ، يكون الشعاع المنعكس مستقطبًا مستويًا (يحتوي فقط على اهتزازات عمودية على مستوى سقوط). يتم استقطاب الحزمة المنكسرة بزاوية السقوط i B (زاوية بروستر) إلى أقصى حد ، ولكن ليس تمامًا.

قانون بروستر: i B + β = π / 2 ، حيث β هي زاوية الانكسار.

WAVE OPTICS ، فرع من البصريات الفيزيائية يدرس الظواهر المرتبطة بالطبيعة الموجية للضوء. أسس هويجنز الطبيعة الموجية لانتشار الضوء في النصف الثاني من القرن السابع عشر. تلقت البصريات الموجية تطورًا ملحوظًا في دراسات T. البصريات لا يمكن أن تفسر. تنظر البصريات الموجية في انتشار موجات الضوء في وسائط مختلفة ، وانعكاس الضوء وانكساره عند حدود الوسائط (انظر معادلات فرينل) ، وتشتت وتشتت الضوء في المادة ، وما إلى ذلك. وصفها المعادلات العامة للديناميكا الكهربائية الكلاسيكية (انظر معادلات ماكسويل). تكمل هذه المعادلات معادلات ميكانيكا الكم ، والتي تربط قيم العازل الكهربائي والنفاذية المغناطيسية بالبنية الجزيئية وخصائص المادة. يتيح هذا النهج دراسة الظواهر الضوئية للموجات في وسائط مختلفة (انظر البصريات البلورية ، والبصريات المغناطيسية ، والبصريات الجزيئية). يتم شرح ميزات انتشار موجات الضوء في الوسائط المتحركة (انظر الديناميكا الكهربائية للوسائط المتحركة) ، وكذلك في مجالات الجاذبية القوية ، في نظرية النسبية الخاصة والعامة. لا تستطيع البصريات الموجية ، باستخدام الوصف الكلاسيكي لحقل الضوء ، تقديم تفسير متسق لعمليات انبعاث وامتصاص الضوء ، الأمر الذي يتطلب تقديم أفكار حول الفوتونات الكمومية الخفيفة (انظر البصريات الكمومية ، ثنائية الموجة الجسدية ). يتم أيضًا حل عدد من المشكلات في بصريات الموجات من خلال وصف أبسط لمجال الضوء باستخدام معادلة الموجة.

تحدد بصريات الموجة حدود قابلية تطبيق البصريات الهندسية ، وتوفر تبريرًا رياضيًا للعلاقات المستخدمة فيها (المعادلة eikonal ، ومبدأ Fermat ، وما إلى ذلك). في المنطقة الوسيطة ، عندما يكون الطول الموجي للضوء أصغر بكثير من الأبعاد الهندسية للنظام البصري ، ولكن في نفس الوقت تكون تشوهات الانعراج في الحزم مهمة ، يتم استخدام طرق شبه البصريات.

تعتبر ظاهرة الموجات في الوسائط غير الخطية في البصريات اللاخطية. تتم دراسة انتشار الموجات الضوئية في الأوساط غير المتجانسة بشكل عشوائي ، بما في ذلك الغلاف الجوي ، بواسطة طرق البصريات الإحصائية. تدرس بصريات الموجة الحديثة تكوين حزم ضوئية متماسكة في الرنانات الضوئية لليزر وتحويل الحزم بواسطة طرق التصوير الهولوغرافي وبصريات فورييه والبصريات التكيفية. المناطق سريعة التطور هي أيضًا دراسات للظواهر البصرية غير الخطية في الألياف الضوئية (انظر الألياف البصرية) والأنظمة الضوئية المستوية (الفيلم) (انظر البصريات المتكاملة).

أشعل. انظر في شارع. بصريات.