Introducing 

Prezi AI.

Your new presentation assistant.

Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.

Loading…
Transcript

FALE ELEKTROMAGNETYCZNE I OPTYKA

"Siatka Dyfrakcyjna

Zuzanna Szymańska

Klaudia Ignaszewska

Co to jest siatka dyfrakcyjna?

Siatka dyfrakcyjna jest to układ szczelin i przesłon na przemian

przepuszczających lub pochłaniających (rozpraszających) światło. W typowych

optycznych siatkach dyfrakcyjnych jest kilkaset szczelin na jednym milimetrze.

Rozmiar takiej siaki wynosi zwykle kilka lub kilkanaście centymetrów, dlatego

cała siatka ma wiele tysięcy szczelin.

Definicja

Przykład:

Przykład obliczeniowy

Siatka mająca 200 rys na 1mm, ma stałą siatki równą:

a=1mm/200=0,005=5*10^-6m

Definicja:

Światłem monochromatycznym nazywamy światło, które ma jedną, ściśle określoną barwę, jak na przykład światło lasera.

Światło monochromatyczne

Zasada

Huygensa

Każdy punkt ośrodka, do którego dotrze fala, staje się źródłem nowej fali kolistej o tej samej częstotliwości jak fala padająca. Zasada Huygensa zastrzega jednocześnie, że nowopowstałe fale nie mogą się rozchodzić w kierunku, z którego nadeszły.

Wynikiem nałożenia się na siebie bardzo wielu fal kolistych jest fala płaska.

Wzmocnienie i wygaszenie fali

  • W punktach, gdzie do ekranu docierają grzbiety (doliny) fali świetlnej, powstaje jasny prążek (plamka) - maksimum interferencyjne, czyli wzmocnienie fali.
  • W punktach, gdzie do ekranu docierają grzbiety fali świetlnej, z jednego źródła oraz doliny fali z drugiego źródła, obserwujemy ciemny prążek interferencyjny

– minimum interferencyjne, czyli wygaszenie fali.

n - numer rzędu prążka

Definicja:

Zjawisko powstawania nowego, przestrzennego rozkładu amplitudy fali (wzmocnienia i wygaszenia) w wyniku nakładania się (superpozycji) dwóch lub więcej fal. Warunkiem trwałej interferencji fal jest ich spójność, czyli korelacja faz i równość częstotliwości.

Obraz interferencyjny

Ponieważ za pomocą siatki dyfrakcyjnej otrzymuje się ostre prążki

(plamki) na ekranie, można dokonać pomiaru kątów spełniających warunki

wzmocnienia, co umożliwia dokładne wyznaczenie długości fali światła.

Pomiar

kątów

Co stanie się, gdy na siatkę dyfrakcyjną

skierujemy wiązkę światła białego?

Światło, które jest mieszaniną fal o różnych długościach nazywamy światłem niemonochromatycznym, czyli białym.

Spoglądając na wzór wzmocnienia fali, można zauważyć, że dla różnych długości fal następują różne położenia plamek na ekranie. Przykładowo, długość

światła czerwonego jest większa niż fioletowego, stąd prążek czerwony pojawi się w innym miejscu niż fioletowy.

Światło

białe

Siatka podobnie jak pryzmat, rozszczepia światło białe na

poszczególne barwy. W pryzmacie rozszczepienie powstaje poprzez załamanie

światła, natomiast w siatce dyfrakcyjnej jest ono wynikiem interferencji. Gdy na

siatkę dyfrakcyjną pada światło białe, obserwujemy różnokolorowe plamki.

W każdej plamce pod najmniejszym kątem odchylona zostaje barwa niebieska,

natomiast pod największym – czerwona (odwrotnie niż w pryzmacie). Prążek

zerowego rzędu jest białą plamką.

Poszczególne

barwy

Zastosowanie i rodzaje siatek dyfrakcyjnych

Zastosowanie i rodzaje

Siatki dyfrakcyjne to przyrządy optyczne mające liczne zastosowania

w badaniach naukowych. Stanowią element budowy spektrometrów -

przyrządów służących do badania widm atomowych, a analiza widmowa

pozwala określić skład chemiczny substancji na podstawie charakterystycznych

dla niej linii widmowych.

Płytę CD można potraktować jak odbiciową siatkę dyfrakcyjną. Stała tej siatki odpowiada odległości miedzy ścieżkami z zapisaną informacją (lub

jeszcze nie zapisaną - czysta płyta również rozszczepia światło). W ten sposób,padający promień światła "odbija" się, a właściwie rozprasza, na równo ułożonych przeszkodach. Niekiedy biżuterię również można traktować jak odbiciową siatkę dyfrakcyjną - posiadają cienkie rowki, które odbijają światło na zasadzie dyfrakcji, zamieniając je w wielobarwną, błyszczącą mozaikę.

Płyta CD

Podobnie powstaje zabarwienie piór ptaków czy skrzydeł motyli. U niektórych owadów, jak motyl Morpho rhetenor znaleziono skomplikowany układ odbijających podfalowych siatek dyfrakcyjnych, które nadają skrzydłom intensywną błękitną barwę i metaliczny połysk. W budowie oka wielu gatunków

ciem odkryto na rogówce oka mikroskopijne pręciki o rozmiarach rzędu 200nm, powoduje to zmniejszenie odbicia światła od rogówki.

Zabarwienie

Nasze rzęsy również stanowią siatkę dyfrakcyjną. Dlatego spoglądając na

światło i mrużąc przy tym oczy, możemy zauważyć zabarwione tęczowo światło.

Rzęsy

Learn more about creating dynamic, engaging presentations with Prezi