Valguse difraktsioon Difraktsioon on lainete kandumine varju piirkonda, lainete paindumine tõkete taha Esineb mitmel kujul- valguslained, helilained, merelained Ilmneb, kui tõkete mõõtmed pole suuremad valguse lainepikkusest Valguse difraktsiooni seletab Huygensi-Fresneli printsiip- igat lainepinna punkti võib vaadelda elementaarlaine allikana, valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumisega. Laine faas näitab laine väärtust- samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel üksteist, vastasfaasis olevad lained nõrgendavad või kustutavad üksteist liitumisel Difraktsiooni jälgimiseks peavad valguslained olema koherentsed. Koherentsed lained- lained, mis ei muuda aja jooksul oma kuju(laserivalgus)
(daltonism) 7.Mis on ja millised kehad tekitavad infra- ja ultra valgust? Infravalgus ehk soojuskiirgus on optiline kiirgus, mille lainepikkus on suurem kui punasel valgusel. (hõõglamp, ahi, inimene) Ultravalgus on optiline kiirgus, mille lainepikkus on väiksem violetsest valgusest. (tähed, päike, gaaslahenduslamp) *kaitseme oma silmi selle eest päikseprillidega 8.Huygensi-Fresneli printsiip? Ütleb, et igat lainepinna punkti võib vaadelda elementaarlaine allikana , kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud laineliitumise tulemusena. 9.Mis on difraktsioon? Difraktsioon on lainete paindumine tõkete taha. 10.Mis on varjupiirkond? Varjupiirkond on ruumiosa, kuhu sirgjooneliselt leviv valgus ei satu. 11.Mis on inteferents? Inteferentsiks nimetatakse lainete liitumist, mille tulemusena erinevates ruumipunktides võnkumised nõrgendavad või tugevdavad teineteist. 12
koonduvad juba tugevasti. Tõkked peavad olema samas suurusjärgus võngete lainepikkusega, et difraktsioon saaks tekkida. Valguse puhul peavad olema tõkked või avad samuti väga väikesed, nanomeetri mõõtepiirkonnas, et nähtust saaks jälgida. Üks mooduseid seda jälgitavaks muuta on kasutada difraktsioonivõret. 5. Huygens-Fresneli printsiip Huygens-Fresneli printsiibi kohaselt võib igat lainepinna punkti vaadelda elementaarlaine allikana, kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. 6. Valguse dispersioon Dispersiooniks nimetatakse valguse lahutumist spektriks. Täpsemalt on dispersioon nähtus, milles valguse levimisel teise keskkonda võime märgata, et valguse murdumisnurk on seotud valguse laine pikkusega. 7. Valguse spektri mõiste 8
Difraktsiooni on nähtus, kus lained painduvad tõkete taha. Difraktsioon on jälgitav kui tõkke ava mõõtmed on kuni 10 valguse laine pikkust. Interferents on valguslainete liitumine mille tulemusena lained üksteist tugevdavad või nõrgendavad. Lained liitumisel tugevdavad üksteist kui nad on samas faasis ja nõrgendavad üksteist kui nad on vastas võnkefaasis. Hygensi -Frenelli printsiip ütleb, et igat lainepinna punkti võib vaadelda elementaarlaine allikana. Mis on koherentsus ja millest on tingitud koherentsed lained? Koherentsus on füüsikas lainete kooskõlalisus, mis seisneb ühises võnkesageduses ja muutumatus faaside vahes. Selgita interferentsi kiledes (lk 42-43) Selgendavad katte on peegeldamist vähendavad katted. Kasutatakse näiteks kvaliteetse fotoaparaadi objektiivil. Peegeldumis seadus ütleb, et langev ja peegelduv nurk on alati võrdsed.
Ultravalgus-valgus,mille lainepikkus on väiksem kui 380nm. Kasulik: 1)D vitamiini süntees, 2) Operatsioonisaalide steriliseerimine, 3) Röntgen. Kahjulik: 1) Suures koguses tekitab mutatsioone DNAs. 2) Valkude denaturatsioon. 3) Silmahaigused. Difraktsiooni nähtus, mille korral painduvad lained tõkke taha. Huygensi printsiip: iga ruumipunkt, kuhu jõuab laine, on uueks laineallikaks, kust kiirgub elementaarlaine, mis on keralaine. Huygens-Fresneli printsiip: igat lainepinna punkti võib vaadelda elementaarlaine allikana, kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. Superpositsioon: ühes ja samas ruumipunktis võib olla kuitahes palju erinevaid elektrivälju. Interferents:kahe laine liitumine, mille tulemusena erinevais ruumipunktides võnkumised tugevdavad või nõrgendavad teineteist. Käiguvahe teepikkuste erinevus(vahe). Interferentsijärk täisarv k: max=2k /2, kus k=0,+-1, +-2,.
(käiguvahe- teepikkuste erinevus, mis tuleb lainetel läbida, liitumispunkti jõudmiseks. =A-B). =2k*/2 Koherentsed lained- lained, millel on ajas muutumatu faaside vahe ning ühesugune võnksagedus. Difraktsioon- Lainete kõrvalekaldumine sirgjoonelisest levimisest ning nende paindumine tõkete taha Rakendused: difraktsioonivõre; holograafia. Avaldumine: Huygens- Fresneli printsiip- lainefrondi punktid on koherentsete lainete allikaks. Huygens- Fresneli printsiibi kohaselt võib igat lainepinna punkti vaadelda elementaarlaine allikana, kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. Valguse dispersioon- Aine absoluutse murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest(sagedusest) Valguse spekter- Värvuste skaala, mida vaadeldakse kui valge valgus on prismat läbides murdunud. Pidevspekter- spektris on esindatud kõik lainepikkused, spektroskoobis on näha mitmevärviline riba
tulemus miinimumi ja maksimumi vahepealne. Valguse difraktsiooniks nim füüsikalist nähtust, mille puhul lained painduvad tõkete taha (valguse sattumist varju piirkonda). Avastas 1815. aastal prantsuse füüsik Fresnel. Ta lähtus Huygensi printsiibist: ,,Iga ruumipunkt, kuhu valguslaine jõuab, on ise uueks laineallikaks." Valguse difraktsiooni selgitamisel kasutatakse HuygensFresneli printsiipi: ,,Igat lainepinna punkti vaadeldakse elementaarlaine allikana, kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumisega." Varju piirkonnaks nim seda ruumi osa, kuhu sirgjooneliselt leviv valgus ei satu. Valguse difraktsioon ilmneb, kui avade (tõkete) mõõtmed pole väga palju suuremad valguse lainepikkusest (d~). Ava difraktsioonil paiknevad heledad ja tumedad ribad alati avaga paralleelselt.
Valguse sattumine varju piirkonda Varju piirkonnaks nimetame seda ruumiosa,kuhu sirgjooneliselt leviv valgus ei satu. Joonis : Tasalaine frondi tekkimine Huygensi printsiibi kohaselt. Tasalaine frondiks on elementaarlainete puutepind. Huygensi printsiibi abil saab seletada valguse sattumist varju piirkonda. Difraktsioonipilt ja Hygensi-Fresneli printsiip Huygensi printsiipi täpsustas Prantsuse füüsik A. Fresnel . Selle printsiibi kohaselt võib igat lainepinna punkti vaadelda elementaarlaine allikana,kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. See, kas lainel on parajasti maksimaalne, minimaalne või mõni muu väärtus, oleneb laine faasist. Samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel üksteist. Vastasfaasis olevad lained nõrgendavad või kustutavad üksteist liitumisel. Valguste interferents
mp mv 1 2 3 4 5 6 ARVUTUSED JÄRELDUS Katsete tulemused on: Siit keskmine lainepikkus: KORDAMISKÜSIMUSED 1. Selgitage difraktsiooni mõistet. Difraktsiooniks nimetatakse lainete kõrvalekaldumist sirgjoonelisest levimisteest ning nende paindumist tõkete taha. 2. Selgitage Huygens-Fresneli printsiibi sisu. Huygens-Fresneli printsiibi kohaselt võib igat lainepinna punkti vaadelda elementaarlaine allikana, kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlainete liitumise tulemusega. 3. Millised lained on koherentsed? Koherentne laine tekib, kui liituvatel lainetel on ühesugune lainepikkus ja sagedus, samuti peab nende faaside vahe olema muutumatu. Liituvate lainete allikad võnguvad täpselt ühesuguselt. Koherentsete lainete kohtumisel tekib interferents, kus lained tugevdavad või nõrgendavad üksteist
Vavilov uuris luminestsentsvalguse polarisatsiooni. tema juhtimisel töötati välja päevavalguslampide valmistamise tehnoloogia. Augustin Frensel (1788 1827) Kuulus prantsuse füüsik. Frensel pani aluse laineoptikale Täiendades Huygensi printsiipi sekundaarlainete interfereerumise ideega, lõi kvantitiivse difraktsiooniteooria. Ta selgitas HuygensiFresneli printsiibiga geomeetrilise optika seadusi, sealhulgas valguse sirgjoonelist levimist homogeenses keskkonnas. Ta lõi lainepinna tsoonideks jaotamise teel ligikaudse meetodi difraktsioonipildi arvutamiseks. Frensel tõestas esimesena valguse ristlainelisuse. Thomas Young (1773 1829) Erakordselt laiade teaduslike huvide ja mitmekülgsete annetega silmapaistev inglise teadlane. Young oli üheaegselt arst ja suure intuitsiooniga füüsik, astronoom ja mehaanik, metallurg ja isegi võimekas võimleja. Youngi peamiseks teeneks on valguse interferentsi avastamine ning
35. Kuidas praktikas saada difraktsioonipilti? Väga lihtsalt. Tuleb vaid pöial ja nimetissõrm üksteisele hoida väga lähedal ja tekkivast pilust läbi vaadata. Tekkiv tume joon ongi põhjustatud valguse difraktsioonist. 36. Joonista, kuidas on võimalik valguse sattumine varju piirkonda' Need lained, mis mahtusid vabasse tsooni, saadavad elementaarlained edasi ka teisele poole ava. 37. Milles seisneb Huygensi-Fresneli printsiip? Igat lainepinna punkti võib vaadelda elementaarlaine allikana, kusjuures valguse intensiivsus mingis ruumipunktis on määratud elementaarlaine liitumise tulemusena. 38. Kuidas liita samas faasis olevaid laineid? Joonis Kui lained on samas faasis, siis nad võimendavad üksteist liitumisel. 39. Kuidas liita vastasfaasides olevaid laineid? Joonis Kui lained on vastasfaasides, siis liitumisel nad nõrgestavad või kustutavad üksteist. 40. Mis on amplituud
oleksid koherentsed, st nende faasivahe oleks ajas muutumatu. Kvaasimonokromaatiliste lainelõikude liitumisel on see tingimus täidetud siis, kui nende optiline käiguvahe on oluliselt väiksem nende enda pikkusest ja siis, kui valgusallikas on punktikujuline. Difraktsioon on samuti jälgitav lainete liitumisel ja see seisneb valguse hajumises langemisel tõkkele või läbiminekul avast. Difraktsiooni saab arvutada, toetudes Fresneli- Huygensi printsiibile, mille kohaselt kujutab lainepinna iga element endast sfääriliste koherentsete sekundaarlainete allikat, mille algamplituudid on võrdelised vastava pinnaelemendi suurusega. Need koherentsed lained liitumisel interfereeruvad ja tekkiva liitlaine amplituudi ruumilist jaotust nimetatakse difraktsioonipildiks. Kuna laine amplituudi maksimumide asukoht on seal võrdeline lainepikkusega, siis on see difraktsioonipildi järgi vahetult määratav. Kasutades teatud keerukamat tõkete süsteemi
Siis on tegemist ristlainega. Teisel juhul võnguvad osakesed piki laine levimse suunda. Sel juhul tegemist pikilainega. Laine on perioodiline nii ajas kui ruumis. Lainepinnaks nimetatakse pinda, mille punktid on kõik levinud ühesuguse aja ja mis võnguvad samas faasis. Pinna kuju järgi räägitakse keralainetest (lainepinnaks on sfäär ehk kerapind) ja tasalainetest (lainepinnaks on tasand). Lainepindade kaugus üksteisest on võrdne lainepikkusega . Lainepinna normaali nimetatakse kiireks. Laineid võib jagada ka kulgevateks ja seisvateks. Kui laine kuju liigub ruumis, on tegemist kulglainega, kui laine kuju püsib ruumis paigal, on tegemist seisulainega. Kulglained võivad kanduda tõkete taha. Seda nähtust nimetatakse difraktsiooniks. Tasalaine levib pärast ava läbimist keralainena, mis on kandunud ava servade taha. Sellist lainete käitumist saab seletada Huygensi printsiibiga, mille kohaselt igat lainepinna punkti
Kui lainefrondiks on kerapind, on keralaine, kui ringjoon, siis ringlaine, tasand, siis tasalaine. Lainefrondi kõik punktid võnguvad samas faasis, sest neisse jõudmiseks on laine levinud võrdse aja. Nii võib öelda, et lainefront on samafaasi joon või pind. Lainepindade vahekaugus joonisel on võrdne lainepikkusega, st lainepindu kujutatakse iga perioodi järel. Lainepinna ristsirget, mis näitab laine levimise suunda, nimetatakse kiireks. Laine levimist seletab Huygensi printsiip: iga lainefrondi punkt on uueks laineallikaks, kust hakkab levima nn. elementaarlaine. See on keralaine. Uue lainefrondi leidmiseks leitakse elementaarlainete puutepind (mähispind). Laine levib oma esialgse frondi levimise suunas. Teistes suundades elementaarlained kustutavad üksteist. Kuidas leida laine levimise kiirust? Kiirus on võrdne keha poolt ajaühikus läbitud teepikkusega
annaabi.ee 
