Физическая оптика

§ 123. Геометрическая и физическая оптика

Изложенное во втором разделе книги показывает, что можно получить вполне удовлетворительное решение обширного круга вопросов практической оптики, не пользуясь волновыми представлениями о свете. Для этой цели было введено понятие светового луча как линии, ...

§ 124. Опытное осуществление интерференции света

Описанные в § 66 явления цветов тонких пленок представляют собой один из наиболее распространенных и легко наблюдаемых случаев интерференции света. Однако условия возникновения интерференционной картины в этом случае значительно отличаются от условий, при...

§ 125. Объяснение цветов тонких пленок

Опираясь на сказанное в предыдущем параграфе, мы можем составить себе отчетливое представление о происхождении цветов тонких пленок. При освещений прозрачной пленки часть световой волны отражается от передней поверхности, часть от задней, благодаря чему в...

§ 126. Кольца Ньютона

Прихотливый вид интерференционных картин в тонких пленках объясняется, как сказано, случайными неравномерностями в толщине пленки. В пленке, имеющей вид клина, области одинаковой толщины вытянуты вдоль ребра клина и в соответствии с этим так же расположен...

§ 127. Определение длины световой волны с помощью колец Ньютона

Для того чтобы использовать интерференционные явления, в частности кольца Ньютона для измерения длины волны, надо подробнее рассмотреть условия образования максимумов и минимумов света.При падении света на пленку или тонкую часть света проходит сквозь нее...

§ 128. Пучки лучей и форма волновой поверхности

Для очень большого круга вопросов, где успешно применялись построения геометрической оптики, Мы характеризовали распространение света при помощи лучей. Образование параллельного пучка лучей означало, что световая энергия распространяется лишь по направлен...

§ 129. Принцип Гюйгенса

Рисунки, представленные в предыдущем параграфе, дают лишь общее качественное понятие о волновом характере распространения света и о действии отражения и преломления на световую волну. Но еще Гюйгенс сумел использовать представление о распространении волн ...

§ 130. Законы отражения и преломления света на основе принципа Гюйгенса

Пусть на границу раздела двух сред  (рис. 273) падает параллельный пучок лучей, образуя угол  с перпендикуляром к поверхности раздела. Согласно закону преломления пучок преломленных лучей будет распространяться по направлению, задаваемому углом . Закон пр...

§ 131. Принцип Гюйгенса в толковании Френеля

Изложенное в предыдущем параграфе наглядно показывает плодотворность принципа Гюйгенса для решения многих важных задач оптики. В формулировке Гюйгенса принцип этот имел характер геометрического правила, согласно которому результат действия вторичных волн ...

§ 132. Простейшие дифракционные явления

Простейший случай нарушения законов геометрической оптики был описан в § 80, где было показано, что в случае прохождения света через очень малое отверстие не соблюдается правило прямолинейного распространения: свет на краях отверстия заметно отклоняется в...

§ 133. Объяснение дифракции по методу Френеля

Отступления от законов прямолинейного распространения света, примеры которых приведены в предыдущем параграфе, получают простое объяснение с точки зрения волновой теории и являются естественным следствием этой теории. Действительно, наблюдаемое в каждом с...

§ 134. Разрешающая сила оптических инструментов

 Изложенное выше показывает, что отверстие, ограничивающее проходящую световую волну, обусловливает дифракцию света и приводит к сложной картине распределения освещенных и темных мест. Однако всякий оптический инструмент, в том числе и наш глаз, снабжен л...

§ 135. Дифракционные решетки

Положение максимумов; и минимумов, составляющих дифракционную картину, зависит, как мы видели, от длины световой волны . Поэтому при наблюдениях в сложном свете, например в белом, где представлены различные длины волн, дифракционные максимумы для различны...

§ 136. Дифракционная решетка как спектральный прибор

Из формулы (135.2) следует, что для данной длины волны  может наблюдаться несколько максимумов. Направление, соответствующее , есть ; это — направление первоначального пучка. Соответствующий максимум носит название максимума нулевого порядка; на рис. 280 ...

§ 137. Изготовление дифракционных решеток

Хорошая дифракционная решетка должна обладать малым периодом и большим числом полосок. В современных хороших решетках число это превышает  (ширина решетки до , число полосок до  на ). Полоски должны быть строго параллельными между собой, и ширина полосок ...

§ 138. Дифракция при косом падении света на решетку

На рис. 280 изображена дифракция параллельного пучка лучей (плоская волна) в случае, когда падающий пучок перпендикулярен к плоскости решетки (угол падения равен нулю). Дифракция, конечно, будет наблюдаться и при косом падении света, когда угол падения ра...

§ 139. Фотография и голография

В настоящем главе мы рассмотрим бурно развивающийся в настоящее время метод получения объемных изображений различных предметов, который имеет многочисленные научные и технические применения. Этот метод, называемый оптической голографией, основывается на я...

§ 140. Запись голограммы с помощью плоской опорной волны

Как было указано выше, прямая регистрация фазы оптических колебаний методами, фиксирующими лишь среднюю по времени интенсивность света, невозможна. Однако известно, что в явлениях интерференции света распределение его интенсивности в интерференционном пол...

§ 141. Получение оптических изображений по методу восстановления волнового фронта

Для прочтения записанной на голограмме информации об объекте наблюдения голограмму, полученную описанным выше способом, просвечивают. Принципиальная схема получения изображений показана на рис. 286. Плоская монохроматическая волна падает на голограмму сле...

§ 142. Голографирование по методу встречных световых пучков

В 1962 г. советским физиком Ю. Н. Денисюком был предложен метод получения голографических изображений, являющийся распитием практически уже не применявшегося тогда способа цветной фотографии Липпмана. Схема такой голографической записи приведена на рис. 2...

§ 143. Использование голографии в оптической интерферометрии

Как известно, явление интерференции света находит обширные и разнообразные применения в физике и технике. Например, интерференция света широко используется для тщательного контроля геометрической формы различных тел, качества обработки их поверхности, мал...

§ 144. Прохождение света через турмалин

Явления интерференции и дифракции, послужившие для обоснования волновой природы света, не дают еще полного представления о характере световых волн. Новые черты открывает нам опыт над прохождением света через кристаллы, в частности через турмалин.Возьмем д...

§ 145. Гипотезы, объясняющие наблюдаемые явления. Понятие о поляризованном свете

Итак, свет, прошедший сквозь турмалин, приобретает особые свойства. Свойства световых волн в плоскости, перпендикулярной направлению распространения света, становятся анизотропными, т. е. неодинаковыми относительно плоскости, проходящей через луч и ось ту...

§ 146. Механическая модель явлений поляризации

Объяснение, предложенное в предыдущем параграфе, можно иллюстрировать с помощью механических опытов. Веревка, колеблющаяся в одной плоскости, например в вертикальной, может служить моделью поляризованной световой волны. Моделью естественной световой волны...

§ 147. Поляроиды

Кристалл турмалина далеко не единственный кристалл, который поляризует проходящий через него свет. Очень многие кристаллы обладают подобными свойствами. Но большинство из них, например, исландский шпат, пропускает одновременно два луча, поляризованных в д...

§ 148. Поперечность световых волн и электромагнитная теория света

Гипотезы § 145 настолько полно и хорошо позволили объяснить все детали опытов с турмалином, что можно считать эти гипотезы вполне обоснованными. Важнейшей из них является вывод о поперечности световых волн. С помощью представления о поперечных световых во...

§ 149. Способы исследования электромагнитных волн различной длины

Электромагнитные волны, применяемые в радиотехнике, имеют длину от нескольких километров до нескольких сантиметров. Электромагнитные же волны, представляющие собой свет, характеризуются длиной волны в несколько десятых микрометра. Это простое сопоставлени...

§ 150. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение

Проводя наблюдения за распределением энергии в спектре, мы обнаружим, что показания термоэлемента не обращаются в нуль, когда он передвигается в ту область, где глаз ничего не видит, т. е. когда он помещен за красной или фиолетовой границами спектра (см. ...

§ 151. Открытие рентгеновских лучей

Рентгеновские лучи были открыты в 1895 г. Способ их получения с особой наглядностью обнаруживает их электромагнитную природу. Немецкий физик Рентген (1845—1923) обнаружил этот вид излучения случайно, при исследовании катодных лучей (см. т. II, § 102). Наб...

§ 152. Различные действия рентгеновских лучей

После первых опытов, в которых была обнаружена способность рентгеновских лучей вызывать фосфоресценцию, были найдены и другие их свойства. Рентгеновские лучи способны вызывать химические процессы. Так, при действии на фотографическую пластинку или бумагу ...

Sponsor

Sponsor