Upload
doria
View
220
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Ogib - Difrakcija. Izv. prof. Rajka Jurdana Šepić, Fizika 2, PFRI 2012. Christian Huygens (1629–1695). 1678. dovršena rasprava o svjetlosti – prvi znanstveni rad o valnoj prirodi svjetlosti formulirao načelo rasprostiranja svjetlosti – Huygensovo načelo - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
OGIB - DIFRAKCIJA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Christian Huygens(1629–1695)
• 1678. dovršena rasprava o svjetlosti – prvi znanstveni rad o valnoj prirodi svjetlosti
• formulirao načelo rasprostiranja svjetlosti – Huygensovo načelo
• izveo zakone odbijanja i loma svjetlosti
• prvi primjetio polarizaciju svjetlosti• svjetlost - valna pojava (teorija
neprihvaćena do početka 19. st.)
HUYGENSOVO NAČELO
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
DIFRAKCIJA VALOVA VODE U POSUDI
otvor
preprekašipka čije titranje proizvodi valove
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
područje sjene
ogib vala
prepreka
izvor vala
valna fronta
smjer širenja vala
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
tlocrt
ogib
ogib
ogib
Huygensovo načelo: val se ne širi samo u smjeru okomitom na pukotinu nego i u drugim smjerovima
YOUNGOV POKUS
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
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OGIB
na pukotini na prepreci
B
A
Od d
R1
R2 Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OGIB NA PUKOTINI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OGIB NA PUKOTINI
širina pukotine usporediva s valnom duljinom svjetlosti
FRESNELOV OGIB
FRANUHOFEROV OGIB
izvor, mjesto promatranja (zaslon) ili obojekonačno udaljeni od pukotine
izvor, mjesto promatranja (zaslon) ili obojebeskonačno udaljeni od pukotine
(uporaba leća za postizanje interferencije)
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
leća zaslon
d
Ogibni uzorakna zaslonu
Huygensovo načelo: val se ne širi samo u smjeru okomitom na pukotinu nego i u svim drugim smjerovima
OGIB NA PUKOTINI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
B
A
Bo
leća zaslon
Po svjetloOd
Ao
OGIB NA PUKOTINI – NASTANAK SREDIŠNJEG MAKSIMUMA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
A1
B1
leća zaslon
OGIB NA PUKOTINI
B
A
X
O
d
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
B
A
A1
B1
leća zaslon
P1 tama
P1’ tama
XO
1
d
BX = d sin 1 TAMA
OGIB NA PUKOTINI- UVJET TAME
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
B
A
A1
Bo
B1
Ao
leća zaslon
Po svjetlo
P1 tama
P1’ tama
X
O1
d
OGIB NA PUKOTINI – NASTANAK OGIBNOG UZORKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
B
A
A2
B2
leća zaslon
P2 svjetloali slabije!
X 2
d
SVJETLOBX = d sin 2 = 3/2
OGIB NA PUKOTINI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
leća zaslon
Po svjetlo
P1 tama
P1’ tama
d
P2 svjetlo
Kut određuje razmak ogibnih pruga !
OGIB NA PUKOTINI – NASTANAK OGIBNOG UZORKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
d sin i = n
d sin i = ... n
TAMNA PRUGA – za svaki kut za koji vrijedi
SVIJETLA PRUGA – za svaki kut za koji vrijedi
1. Za d = konst. vrijedi ~ tj. svjetlost veće imat će širi ogibni uzorak
2. Za = konst. vrijedi d~ tj. ogibni uzorak je širi kod uže pukotine
UVJETI OGIBA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Svjetlost veće valne duljinedaje širi ogibni uzorak
DIFRAKCIJSKI UZORAK NA KRUŽNOM OTVORU
Svjetlost veće frekvencijedaje uži ogibni uzorak
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
RASPODJELA INTENZITETA SVJETLOSTI OGIBLJENENA JEDNODIMENZIONALNOJ PUKOTINI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OGIB NA JEDNODIMENZIONALNOJ PUKOTINI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
središnji maksimum
sekundarni maksimum
OGIBNI UZORAK NA KRUŽNOM OTVORU
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OPTIČKA REŠETKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OPTIČKA REŠETKA
d udaljenost pukotina – KONSTANTA REŠETKE
d
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
zaslonleća
So
Zrake koje padaju okomito na rešetku – koherentne – konstruktivno interferiraju
OPTIČKA REŠETKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
zaslonleća
S1
Zrake koje se ogibaju – izlaze pod kutem iz pukotina rešetke
OPTIČKA REŠETKA
Kut ogiba
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
A
B
C
d
Nastanak maksimuma prvog reda
OPTIČKA REŠETKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
A
B
C
d
Nastanak maksimuma drugog reda
OPTIČKA REŠETKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
x
A
B
C
d
BC = d sin
UVJET POJAČAVANJA - SVJETLOd sin = k k = 1,2,..
UVJET PONIŠTAVANJA – TAMAd sin = (2k+1)/2 k = 1,2,..
OPTIČKA REŠETKA
k RED SPEKTRA
k = 1 spektar prvog redak = 2 spektar drugog redak = 3 spektar trećeg reda
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
d sin = k
određuje razmak mjesta pojačanja SoSk
OPTIČKA REŠETKA – OGIBNI UZORAK
ŠTO ODREĐUJE ŠIRINU SPEKTRA (RAZMAK SVJETLIH MJESTA) ?
uvjet svjetla
1. za rešetku konstante d ~
2. za svjetlost valne duljine ~ 1/d
određuje razmak mjesta pojačanja SoSk
svjetlost veće valne duljineimat će širi spektar
rešetka širih pukotinadati će uži spektar Iz
v. p
rof.
Rajk
a Ju
rdan
a Še
pić,
Fiz
ika
2, P
FRI 2
012
OPTIČKA REŠETKA – DISPERZIJA
DISPERZIJAd
d
Budući da je d sin = k
dkdd cos
d
cosd
k
d
d
Disperzija je to veća što jered ogiba k viši, kut ogiba veći (kosinus kuta je tada manji) , te konstanta rešetke d manja
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
maksimum prvog reda
središnji maksimum nultog reda
maksimum prvog redarešetka
OPTIČKA REŠETKA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
0 0
2
11
2
3
3
0
spektriprvog reda
spektridrugogreda
spektritrećeg reda (dulji-veće disperzije)
RASAP (DISPERZIJA, RAZLUČENOST) SVJETLOSTI NA REŠETKI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
RASAP SVJETLOSTI NA REŠETKI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
SPEKTROMETRI – uređaji za mjerenje karakteristika izvora svjetlosti
MONOKROMATORI - uređaji za odabir valne duljine svjetlosti
HOLOGRAMI - optički uređaji koji proizvode 3D slike predmeta
OPTIČKA VLAKNA – rasapom podataka za prijenos u različite valne duljine može se istim optičkim vlaknom slati više “struja” podataka
OPTIČKI MEDIJI ZA POHRANU PODATAKA - DVD, CD ...
LASERI – kao dio DVD playera, “pržilica”..
POLARIZATORI – opažanje optičkih pojava u posebnim uvjetima
UPOTREBA OPTIČKE REŠETKE
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
SAMO MOJA OPTIČKA REŠETKA - TREPAVICE
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
zarezi na CD-u širine 0,5 mm djeluju kao optička rešetka
Preljevanje boja nakon osvjetljavanja bijelom svjetlošću je superpozicija ogibnih uzoraka na zarezima
OPTIČKA REŠETKA CD
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
2D OPTIČKA REŠETKA - ZAMAGLJENO STAKLO
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
Vijenac oko Mjeseca – obojeni krugovi - nastaju ogibomna kapljicama vode u atmosferi koje čine prostornu optičku rešetku
3D OPTIČKA REŠETKA – VIJENAC OKO MJESECA
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
kristal Na Cl
OGIB X ZRAKA NA KRISTALNOJ REŠETCI
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
na kristalu Na Cl na molekuli DNK
OGIB X ZRAKA NA KRISTALNOJ REŠETCI
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
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OGIB NA USKOJ VERTIKALNOJ PUKOTINI(MONOKROMATSKA SVJETLOST)
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2
OGIBNI UZORAK PROIZVEDEN PUKOTINOM ŽILETA(MONOKROMATSKA SVJETLOST)
Izv.
pro
f. Ra
jka
Jurd
ana
Šepi
ć, F
izik
a 2,
PFR
I 201
2