Valna optika Flashcards
(28 cards)
Što je svjetlost?
- EM val određene valne duljine koju možemo vidjeti (400 - 750 nm)
- pokazuje valna i čestična svojstva
Isaac Newton i njegova teorija svjetlosti
čestična (korpuskularna) teorija
- svjetlost se sastoji od roja čestica
- uspio objasniti sve bitne pojave uz svjetlost
Christiaan Huygens i njegova teorija svjetlosti
valna teorija
- svjetlost se širi kao val
- također uspio objasniti sve bitne pojave (lom, refleksiju…)
- interferencija svjetlosti kao dokaz da je ova teorija bolja!
Koji je problem s Newtonovom teorijom o naravi svjetlosti?
međudjelovanje 2 čestice
- npr. kreću se jedna prema drugoj, sudaraju se te se nakon sudara kreću u suprotnom smjeru nego prije
- dakle, pri međudjelovanju dolazi do određenih promjena
Što se događa kada međudjeluju 2 vala? Koja je teorija o naravi svjetlosti onda bolja?
međudjelovanje 2 vala → interferencija
- kada 2 vala međudjeluju, dolazi do kratkotrajne pojave zvane interferencija
- ta promjena može biti konstruktivna (zbrajanje dvaju valova, kada se sretnu dol i dol, odnosno brijeg i brijeg) ili destruktivna (oduzimanje, susreću se dol i brijeg)
- nakon nje valovi nastavljaju kao da se ništa nije dogodilo
- do promjene dolazi kada se u istoj točci nađu 2 vala
Tko je Thomas Young i zašto je bitan?
- je uspješno ispitao pojavu interferencije kod svjetlosti
- Sunčeva svjetlost prolazi kroz 1 pukotinu da se stvori snop svjetlosti → prolazi kroz 2 male pukotine (tzv. Youngove pukotine) → na zidu nastaje interferencijska slika
moderni pristup Youngovom pokusu
- laser pustimo kroz 2 pukotine (Youngove pukotine) → nastaje interferencijska slika koja se sastoji od međusobno jednako udaljenih crvenih i crnih pruga
- mjesta na kojima je interferencija konstruktivna nazivaju se interferencijskim maksimumima
- mjesta na kojima je interferencija destruktivna nazivaju se interferencijskim minimumima
Što su interferencijski maksimumi, odnosno minimumi?
- mjesta na kojima je interferencija konstruktivna nazivaju se interferencijskim maksimumima (područje svjetla) → razlika hoda do inter. max je k*λ
- mjesta na kojima je interferencija destruktivna nazivaju se interferencijskim minimumima (područje tame) → razlika hoda do inter. min je (2k-1)*λ/2
Što su koherentni izvori?
- izvori koji imaju stalnu faznu razliku te jednake frekvencije (odnosno valne duljine)
Kada možemo promatrati interferenciju svjetlosti?
kada su izbori koherentni i kada su im amplitude približno jednake
Kada se mogu pojaviti trajni efekti interferencije i pto to uopće znači?
- trajni efekti interferencije → nepromjenjljivost slike
- samo kod koherentne svjetlosti → oba vala potječu od istog izvora svjetlosti
- dolazi do potpune destruktivne interferencije (na nekim mjestima će se valovi potpuno poništiti)
Za što nam služe 2 pukotine u Youngovom pokusu?
- 2 pukotine predstavljaju 2 koherentna izvora svjetlosti
Što bi se dogodilo kada bi u Youngovom pokusu pomaknuli zastor?
- još uvijek bismo vidjeli interferencijsku sliku
- udaljenosti među prugama bi se promjenile
- pruge zapravo predstavljaju dolove i brijegove
Kako se u optici dobivaju koherentni izvori?
- cijepanjem valne fronte upadnog vala na 2 dijela (koherentni snopovi)
- razdvajanjem amplitude vala na 2 dijela (boje tankih listića)
O čemu ovisi razmak (S) između pruga pri interferenciji svjetlosti?
- o razmaku između pukotina (d)
- o valnoj duljini svjetlosti (λ)
- o udaljenosti izvora od zastora (a)
- S = λ*a/d
geometrijska razlika hoda δ
- razlika udaljenosti između 2 vala od promatrane točke kada se oni nalaze u zraku ili vakuumu
- δ = x2 - x1
optička razlika hoda Δ
- razlika udaljenosti između 2 vala od promatrane točke kada na putu imamo neko sredstvo
- Δ n(x2 - x1) + λ/2
O čemu ovisi optička razlika hoda?
- o indeksu loma sredstva (n)
- o skoku u fazi (λ/2)
- o geometrijskoj razlici hoda (δ)
Što se događa pri odbijanju mehaničkih valova od slobodnog, odnosno čvrstog kraja?
- odbijanje od slobodnog kraja → skok u fazi λ/2 (brijeg postaje dol)
- odbijanje od čvrstog kraja → nema skoka u fazi (brijeg ostaje brijeg)
Kako možemo primijeniti znanje o odbijanju meh. valova na odbijanje svjetlosti?
- odbijanje svj. na optički gušćem sredstvu (n2 > n1) → kao na čvrstom kraju (skok u fazi)
- odbijanje svj. na optički rjeđem sredstvu (n1 > n2) → kao na slobodnom kraju (skok u fazi)
Što su nelokalizirane pruge interferencije, a što su lokalizirane?
- lokalizirane pruge interferencije → ne vide se svugdje u prostoru (npr. celofan, osobne, mjehurići sapuna…)
- nelokalizirane pruge interferencije → vide se svugdje u prostoru
Koja 3 slučaja lokaliziranih pruga interferencije razlikujemo?
1) boje tankih listića (npr. celofan) → tanki sloj iste debljine
2) optički klin → listići različitih debljina
3) Newtonovi kolobari (npr. Newtonova stakla)
Kako određujemo optičku razliku hoda kod boja tankih listića?
- upadna zraka se reflektira i refraktira te dolazi do interferencije svjetlosti
razlikujemo 2 slučaja:
1) reflektirana svjetlost → zraka koja se reflektira na prvoj granici sredstava i zraka koja se reflektira na drugoj granici
2) prolazna svjetlost → zraka koja se reflektira od 1. granice te prolazi kroz 2. te zraka koja prolazi kroz 2. granicu kada se dio reflektira od nje
- optičku razliku hoda određujemo ovisno o tom reflektira li se svj. od “čvrstog” ili “slobodnog” kraja
Što je optička rešetka?
niz ekvidistantnih (jednako udaljenih) pukotina
