Upload
edie
View
254
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012. FIZIKALNA OPTIKA. INTERFERENCIJA SVJETLOSTI. Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012. DESTRUKTIVNA INTERFERENCIJA. Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012. Pomak u fazi za l/2, 3l/2,... ,(2 k +1)l/2. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
FIZIKALNA OPTIKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
INTERFERENCIJA SVJETLOSTI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Pomak u fazi za kKoherentni izvori – održavanje stalnog pomaka u fazi
DESTRUKTIVNA INTERFERENCIJA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Pomak u fazi za nKoherentni izvori – održavanje stalnog pomaka u fazi
KONSTRUKTIVNA INTERFERENCIJA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Koherentni valovi
Koherentni izvori
Interferencijski uzorak
- frekvencije valova jednake i razlika faza valova stalna
- ako stvaraju koherentne izvore
- daju ga samo koherentni izvori
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
POSEBAN SLUČAJ INTERFERENCIJE – STOJNI VAL
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
čvorovi stojnog vala
trbusi stojnog vala
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
interferentni uzorak na zastoru
(prikaz pokusa u “tlocrtu”)
YOUNGOV POKUS INTERFERENCIJE
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Serway R.A., Jewett J.W. Physics for scientists and engineer
Interferentni uzorak dobiven od 2 vibrirajuća izvora valova napovršini vodeUzorak analogan onom iz Youngova pokusa
A mjesto konstruktivne interferencije
B mjesto destruktivne interferencije
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
INTERFERENCIJA VALOVA SVJETLOSTI
Izvori valova: I1 , I2
Amplitude valova : a1 , a2
Frekvencija
tay sin11
tay sin22
Elongacije u točki A udaljenoj od obaju izvora
)(sin 111 v
xtay
)(sin 222 v
xtay
Za brzinu vrijedi n
cv
v
cn
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
INTERFERENCIJA VALOVA SVJETLOSTI
)(sin 111 c
xntay
)(sin 222 c
xntay
)(sin 110
1 c
xntEE
)(sin 220
2 c
xntEE
Budući da je svjetlost val u kojem titra električno odnosno magnetno polje:
Vektori električnog polja elektromagnetnog vala
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
INTERFERENCIJA VALOVA SVJETLOSTI
)(sin 110
1 c
xntEE
)(sin 220
2 c
xntEE
Vektori električnog polja elektromagnetnog vala
Zajednake
amplitude
)(sin 101 c
xntEE
)(sin 202 c
xntEE
Superpozicija valova u točki A
21 EEEA
)(sin)(sin 2010
c
xntE
c
xntEEA
)(sin)(sin 210
c
xnt
c
xntEEA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
INTERFERENCIJA VALOVA SVJETLOSTI
Superpozicija valova u točki A
)(sin)(sin 210
c
xnt
c
xntEEA
Trigonometrijske transformacije
2112
0
2sin)(
2cos2 xx
c
ntxnxn
cEEA
2/
)(sin2
cos2 0 tEEA
120E
)(sin012 tEEA
Titranje u A jednako kao u izvorima(sinusoidalno)
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
UVJET ZA SVJETLOTitranje u A
)(sin2
cos2 0 tEEA
Maksimalna vrijednost amplitude nastaje kada vrijedi:
12
cos
k,...,2,,0
2
Prema definiciji vrijedi
)(2 12 xx
c
n
)(2 12 xxc
n k,...,2,,0
2 c
)( 12 xxn
k
...3,2,1)( 12 kkxxn
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
UVJET ZA TAMUTitranje u A
)(sin2
cos2 0 tEEA
Minimalna vrijednost amplitude nastaje kada vrijedi:
02
cos
2
)12(,...
2
3,22
k
Prema definiciji vrijedi
)(2 12 xx
c
n
)(2 12 xxc
n
2 c
)( 12 xxn
...3,2,12
12)( 12
kk
xxn
2
)12( k
2
)12( k Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OPTIČKA RAZLIKA PUTEVA (HODA)
...3,2,12
12)( 12
kk
xxn
...3,2,1)( 12 kkxxn
UVJET SVJETLA TJ. KONSTRUKTIVNE INTERFERENCIJE
UVJET TAME TJ. DESTRUKTIVNE INTERFERENCIJE
OPTIČKA RAZLIKA PUTEVA (HODA)
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
M
1
2
x1
GEOMETRIJSKA = x2 - x1
OPTIČKA = n(x2 - x1)
n – indeks loma sredstva u kojem je M
GEOMETRIJSKA I OPTIČKA RAZLIKA PUTEVA
x2
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
S
1
2
x1
x2
x2 = x1
konstruktivna interferencijasvjetla točka
GEOMETRIJSKA I OPTIČKA RAZLIKA PUTEVA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
S
1
2
x1
x2
, 3 ... k
svjetlokonstruktivnainterferencija
sin = dk
d
x2 - x1 =
GEOMETRIJSKA I OPTIČKA RAZLIKA PUTEVA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
T
1
2
x1
x2
/2 ... (2k+1)/2
tamadestruktivna interferencija
sin = 2 d
(2k+1)
d
GEOMETRIJSKA I OPTIČKA RAZLIKA PUTEVA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
interferentni uzorak na zastoru
(prikaz pokusa u “tlocrtu”)
YOUNGOV POKUS
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
sin = 2 d
(2k + 1)
sin = d
k
što je red interferencije viši, intenzitet svjetlih pruga je manji
RED INTERFERENCIJE k
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Tanak sloj ulja na vodi
Svjetlost svake valne duljne trpi konstruktivnu interferenciju na slojevima ulja različitih debljina.
LOKALIZIRANE PRUGE INTERFERENCIJE - BOJE TANKIH LISTIĆA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
LOKALIZIRANE PRUGE INTERFERENCIJE - BOJE TANKIH LISTIĆA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
tama nastala destruktivnom interferencijom
LOKALIZIRANE PRUGE INTERFERENCIJE - BOJE TANKIH LISTIĆA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
prepreka (zid)
upadni val
odbijeni val
Pri odbijanju na čvrstom kraju val trpi pomak u fazi za /2 (brijeg postaje dol).
ODBIJANJE MEHANIČKIH VALOVA - NA ČVRSTOM KRAJU
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
upadni val
odbijeni val
Pri odbijanju na slobodnom kraju val nema pomaka u fazi (brijeg u brijeg).
ODBIJANJE MEHANIČKIH VALOVA - NA SLOBODNOM KRAJU
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
upadni val svjetlosti
odbijeni val svjetlosti
Pri odbijanju na sredstvu veće optičke gustoće (većeg n )val svjetlosti odbija se kao mehanički val od čvrstog kraja -
ima pomak u fazi za /2.
n
n
ODBIJANJE SVJETLOSTI NA OPTIČKI GUŠĆEM SREDSTVU
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
ODBIJANJE SVJETLOSTI NA OPTIČKI RIJEĐEM SREDSTVU
upadni val svjetlosti
odbijeni val svjetlosti
Pri odbijanju na sredstvu manje optičke gustoće (manjeg n )val svjetlosti odbija se kao mehanički val od slobodnog kraja - tj. bez pomaka u fazi.
n
n
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
VALNA DULJINA SVJETLOSTI KOD LOMA SVJETLOSTI
,
Pri ulasku u optički gušće sredstvo (zbog smanjenja brzine svjetlosti) smanjuje se
n = c/v = cT/vT = v/s
Npr. n = 2 v/s = 2 v = 2s
v=
( u sredstvu kraći, “gušći”)
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Geometrijska razlika putova zraka 1 i 21 put: 2y2 put: x = 2y - x
Optička razlika putova zraka 1 i 2refleksija zrake 1 u B: nema pomaka u fazirefleksija zrake 2 u C: pomak u fazi za /2 (x → x + /2)lom zrake 1 u A: u listiću su kraće n puta, na 2y ima n puta viševalova 2y → 2yn
INTERFERENCIJA NA TANKOM PROZIRNOM SLOJU
n > n’
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
= 2y - x
= 2yn – (x + /2)
Za = , 3 ... k konstruktivna interferencija, svjetlo
Za = , ... (2k+1) destruktivna interferencija, tama
INTERFERENCIJA NA TANKOM PROZIRNOM SLOJU
n > n’
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
INTERFERENCIJA NA TANKOM PROZIRNOM SLOJU
Debljina listića d
u
rnn
n
l
u'
sin
sin
l
Zakon loma:
n > n’
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
n > n’
INTERFERENCIJA NA TANKOM PROZIRNOM SLOJU
Debljina listića d
u
l
u
l
y
dl cos
AC
xu sinIz Iz
u
Izy
ACl 2sin
u
l
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
INTERFERENCIJA NA TANKOM PROZIRNOM SLOJU
2sin2 22 und r
Optička razlika putova zraka 1 i 2 (izražena pomoću d, nr ,u )
Za = , 3 ... k konstruktivna interferencija, svjetlo
Za = , ... (2k+1) destruktivna interferencija, tama
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2