Téma: Vlnová optika, interference světla

Úkol č. 1: Za pomoci multimediální techniky najděte tyto pojmy:

Korpuskulárně vlnový dualismus

- hmotu lze zapsat jako vlnu nebo částici
- zkoumá se u elementárních částic

Vlnová optika

- studuje jevy, které souvisí s vlnovým charakterem záření: interference, disperze, polarizace
- považuje světlo za elektromagnetické vlnění v oboru frekvencí 380 THz (světlo červené) až 770 THz (světlo fialové)

Interference světla

= skládání světelných vln pocházejících ze zdrojů koherentního světla
- skládání vlnění v daném místě
- vznikají interferenční struktury
- vzniká na tenkých vrstvách, přičemž rozdíl optických drah je 2nd (n=index lomu, d=tloušťka vrstvy)

Koherentního světlo

- má stejnou frekvenci a fázový rozdíl je v daném bodě časově neměnný

Dráhový rozdíl

- 2 paprsky mají při lomu nebo odrazu různé dráhy -> rozdíl drah = dráhový rozdíl
= vzdálenost, o kterou se liší vzdálenosti uražené 2 rozdílnými paprsky

Thomas Young

- britský fyzik, lékař
- pokus s Youngovými štěrbinami - doložil a vysvětlil jev interference světla

Youngův pokus

- dokázal jím, že světlo = vlnění
- záření dopadá na 2 štěrbiny (rovnoběžné, za nimi stínítko) - vlivem difrakce světla na štěrbinách vznikají na stínítku interferenční proužky
=> světlo má charakter vlnění
- Difrakce (ohyb) vlnění označuje jevy, které vznikají při průchodu vlnění otvorem nebo kolem překážky způsobující narušení vlnění
- zdroj světla S (bodový zdroj) vyzařuje světlo, které se šíří všemi směry a dopadá na dvojici štěrbin
- pokud jsou štěrbiny jen velmi málo vzdálené -> za štěrbinami je světlo koherentní a pozorujeme Interferenci
- za štěrbiny umístíme stínítko, na které dopadá světlo s určitým dráhový rozdílem Δl = l₂ - l₁
- světelná záření se skládají a amplituda výsledného vlnění se zvětšuje nebo zmenšuje
- na stínítku pozorujeme interferenční obrazec v podobě světlých a tmavých proužků
světlé proužky představují interferenční maximum a tmavé interferenční minimum

Interferenční obrazce

- interference (interferenční jev) = vzájemné ovlivňování, prolínání nebo střetání jevů či hmoty
- nejčastěji se jedná o charakteristickou vlastnost vln: při jejich pohybu a prolínání se v určitém bodě vzájemně zesilují, zatímco v jiných bodech vzájemně ruší
- tyto jevy se zobrazují pomocí interferenčního obrazu (interferenčního obrazce), kde je vidět střídající se projevy zesilování a zeslabování (světlé a tmavé proužky)

Interferenční maxima a minima

- v interferenčním poli se střídají místa s největší (interferenční maximum) a s nejmenší (interferenční minimum) intenzitou
- interferenční maximum vzniká tam, kde se světla setkávají s stejnou fází Δl = kλ
- interferenční minimum je v místech, kde se světla setkávají s opačnou fází Δl = (2k – 1)λ/2
- na stínítku se tak vytvářejí interferenční proužky
- interferenční maximum resp. minimum v odraženém světle nastane za podmínky:
2nd = (2k -1) λ/2, resp. 2nd = 2k × λ/2
- k udává řád interferenčního maxima (minima)