18. Vlnové vlastnosti světla

Vlnová optika Charakteristika vlnové optiky – zabývá se jevy potvrzujícími vlnovou povahu světla (interference, ohyb, polarizace) Světlo – charakteristika (elmag. vlnění s rychlostí c ve vakuu) – rozsah viditelných vlnových délek (390 nm - 760 nm) – vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí l = c/f – optický zdroj a jeho rozdělení (plošný a bodový) – rozdělení optických prostředí (čiré- barevné, průhledné – průsvitné – neprůhledné) izotropní – anizotropní

Interference světla Interference světla – skládání vlnění přicházejících do urč. bodů z různých zdrojů (sčítají se okamžité hodnoty el. a mag. složky elmag. vlnění) Koherence – světelná vlnění stejné frekvence, jejichž vzájemný fázový rozdíl v uvažovaném bodě prostoru se s časem nemění (rozdělení na 2 svazky paprsků nebo laser) Youngův pokus – nákres a popis experimentu – popis interfer. obrazce int. max – Dl = 2k . l/2 = k . l (místa, kde se koh. vlnění setkávají se stejnou fází) int. min – Dl = (2k-1) . l/2 (místa, kde se koh. vlnění setkávají s opačnou fází)

Interference světla na tenké vrstvě Charakteristika a popis – (náčrt) světlo se odrazí od horního rozhraní, jeho část vrstvou projde a odrazí se od dolního rozhraní – 2 paprsky s dráhovým rozdílem Dl spolu interferují Optická dráha – dráha, kterou by světlo urazilo ve vakuu l = n.s – dráhový rozdíl Dl = 2nd Odraz světla – na rozhraní s opt. hustším prostředím se fáze mění na opačnou – na rozhraní s opt. řidším prostředím se fáze nemění – změnou fáze se dráhový rozdíl paprsků zvětší o l /2 Int. maximum – Dl = 2 nd = (2k–1).l/2

Ohyb světla (difrakce) Charakteristika – Po dopadu na okraj překážky se světlo šíří za překážku i do oblasti geometr. Stínu, do prostoru kam by na základě přímočarého šíření světla nemělo proniknout. Ohyb na hraně – za překážkou nevzniká ostrá hranice světla a stínu, světlo pronikne zčásti i za překážku – ohybový obrazec v podobě světlých a tmavých proužků různé šířky Ohyb na štěrbině – ohybový obrazec (ve středu 0. max, a po obou stranách se střídají min. a max.). Rozložení závisí na šířce štěrbiny (čím užší, tím je vzdál. mezi stejnými min. větší) a na vlnové délce. Užší štěrbina způsobuje výraznější ohyb světla. Ohyb na mřížce – soustava velkého počtu štěrbin stejně širokých a v malé vzdál. od sebe (perioda mřížky = mř. konst. – vzdál. štěrbin b) MAX: b.sina = k . l

Polarizace světla Charakteristika – elmag. vlnění, kde je vektor E int. el. pole kolmý na směr, kterým se vlnění šíří. E leží v rovině na niž je kolmý paprsek světla – náčrt elmag. vlny. Nepolarizované světlo – směr E je u přirozeného světla nahodilý (náčrt) Polarizované světlo – vektor E kmitá stále v jedné přímce (náčrt)

Druhy polarizace světla Polarizace odrazem – částečná polarizace, závisí na úhlu dopadu, úplná polarizace při Brewsterově úhlu Polarizace lomem – světlo polarizováno částečně tak, že E kmitá rovnoběžně s rovinou dopadu, opakovaný lom Polarizace dvojlomem – světelný paprsek se rozdělí na 2 paprsky (řádný a mimořádný), jejichž světelné vlnění je polarizováno v rovinách navzájem kolmých – islandský vápenec Polarizace absorpcí – polarizační filtry (polaroidy) – pokus s polarizátorem a analyzátorem (náčrt – analogie s vlnění hadice přes otvory) – využití: polarimetrie, displeje, fotoelasticimetrie