DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0969 Název školy Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice, Česká 64 Název materiálu VY_32_INOVACE_FY_3_PAV_08_Interference Autor Mgr. Zuzana Pavlasová Tematický okruh Optika Ročník 3. ročník SŠ Datum tvorby leden 2013 Anotace Práce slouží k popisu vlnových vlastností světla při interferenci. Metodický pokyn prezentace je určena jako výklad do hodiny možnosti využití: promítání, práce studentů u PC

Interference světla (skládání)

Interference Interference světla je jev, při němž se nejvýrazněji projevují vlnové vlastnosti světla. Spočívá v tom, že vlnění, která přichází do určitého bodu z různých zdrojů, se v daném bodě vzájemně skládají.

Interference Aby bylo možno interferenci světla pozorovat, musí být světelné vlnění koherentní. Koherentní vlnění jsou světelná vlnění o stejné frekvenci a vlnové délce, jejichž vzájemný fázový rozdíl je časově konstantní.

Interference U přirozených zdrojů světla je doba, po kterou lze považovat fázový rozdíl světelných vlnění za konstantní, velmi krátká. Koherence lze dosáhnout tím, že paprsek z jednoho zdroje rozdělíme na dva svazky paprsků, které se poté, co urazí různé dráhy, setkají s dráhovým rozdílem Δl. Vzhledem k vlastnostem přirozených zdrojů světla musí být dráhový rozdíl velmi malý (řádově 10-2 mm).

Youngův pokus – interference světla na dvojštěrbině Co uvidíme, necháme-li svítit bodový zdroj světla na dvojštěrbinu?

Youngův pokus – interference světla na dvojštěrbině MPFIZ. Wikipedie [online]. [cit. 06.01.2013]. Dostupný na WWW: http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:Young.gif

Youngův pokus – interference světla na dvojštěrbině Jako zdroj světla slouží osvětlená štěrbina S. Tato štěrbina se chová jako bodový zdroj světla, takže se světlo šíří také do prostoru za překážkou a osvětluje další dvě štěrbiny S1 a S2. Pokud je vzájemná vzdálenost štěrbin malá, je světelné vlnění za štěrbinami koherentní a můžeme pozorovat interferenci světla na stínítku.

Youngův pokus – interference světla na dvojštěrbině Výsledkem interference je zesílení světla v místech, kde vzniká interferenční maximum, a zeslabení světla v místech, kde vzniká interferenční minimum. interferenční maximum vzniká v místech, kde se vlnění setkávají se stejnou fází: interferenční minimum vzniká v místech, kde se vlnění setkávají s opačnou fází:

Youngův pokus – interference světla na dvojštěrbině Na stínítku pozorujeme interferenční obrazec v podobě soustavy světlých a tmavých proužků. http://panda38.sweb.cz/zazraky.html Poloha maxim a minim záleží na vzdálenosti štěrbin. http://www.vascak.cz/data/fyzika_ve_flashi/swf/younguv_pokus.php?p=135&r=3898

Interference světla na planparalelní desce Podobný případ nastává, dochází-li k interferenci světla na tzv. planparalelní desce = tenká rovinná vrstva, jejíž obě strany jsou vzájemně rovnoběžné (např. tenká skleněná deska, mýdlová bublina, tenká vrstva vody apod.) Skládají se paprsky odražené od horního a dolního rozhraní desky.

Interference světla na planparalelní desce Paprsek odražený od dolního rozhraní dopadá zpět na horní. Paprsek dále dopadá na dolní rozhraní. Světlo dopadá na tenkou vrstvu. Část světla se odráží. Opět nastává odraz a lom. Část projde skrz.

Interference světla na planparalelní desce 1 2 Paprsky 1 a 2 spolu interferují.

Interference světla na planparalelní desce Má-li deska tloušťku d, index lomu n a světlo na ní dopadá kolmo, vzniká mezi paprsky optický dráhový rozdíl Jelikož na horním rozhraní nastává při odrazu změna fáze, kdežto na dolním se fáze nemění, je

Interference světla na planparalelní desce Pro vznik interferenčního maxima platí podmínka Tato podmínka závisí na vlnové délce světla. Dopadá-li na desku bílé světlo, pak se podle tloušťky vrstvy zesiluje světlo určité vlnové délky a vrstva se v odraženém světle jeví barevná. Tím vysvětlujeme zbarvení např. tenkých mýdlových bublin, olejových skvrn apod.

Interference světla na planparalelní desce BROCKEN INAGLORY. Wikipedie [online]. [cit. 06.01.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Reflection_in_a_soap_bubble_edit.jpg

Newtonova skla http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/551-newtonova-skla

Newtonova skla Newtonova skla tvoří planparalelní deska, k níž je přiložena ploskovypuklá čočka o velkém poloměru křivosti. Mezi čočkou a deskou vzniká tenká vrstva vzduchu a při dopadu světla dochází k interferenci světla odraženého od obou rozhraní vrstvy vzduchu.

Newtonova skla Interferenční obrazec má podobu tmavých a světlých kroužků (Newtonovy kroužky). http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/551-newtonova-skla

Zdroje: MPFIZ. Wikipedie [online]. [cit. 06.01.2013]. Dostupný na WWW: http://sk.wikipedia.org/wiki/S%C3%BAbor:Young.gif http://panda38.sweb.cz/zazraky.html http://www.vascak.cz/data/fyzika_ve_flashi/swf/younguv_pokus.php?p=135&r=3898 BROCKEN INAGLORY. Wikipedie [online]. [cit. 06.01.2013]. Dostupný na WWW: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Reflection_in_a_soap_bubble_edit.jpg http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/551-newtonova-skla Není-li uveden zdroj, je použitý materiál z vlastních zdrojů autorky.