- Дифракция сферических волн

Презентация "Дифракция сферических волн" по физике – проект, доклад

Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12
Слайд 13
Слайд 14
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Слайд 18
Слайд 19
Слайд 20
Слайд 21
Слайд 22
Слайд 23
Слайд 24
Слайд 25
Слайд 26
Слайд 27
Слайд 28
Слайд 29
Слайд 30

Презентацию на тему "Дифракция сферических волн" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Физика. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 30 слайд(ов).

Слайды презентации

Дифракция сферических волн (дифракция Френеля). 4.7. Постановка задачи.
Слайд 1

Дифракция сферических волн (дифракция Френеля).

4.7.

Постановка задачи.

4.7. Дифракция Френеля. Рассмотрим теперь случай, когда на преграду (отверстие) падает сферическая волна (волновой фронт – сфера), исходящая из точечного источника. Известна длина волны λ, размер отверстия b и расстояние от источника до преграды (отверстия) a1 и расстояние от преграды до экрана a2.
Слайд 2

4.7. Дифракция Френеля.

Рассмотрим теперь случай, когда на преграду (отверстие) падает сферическая волна (волновой фронт – сфера), исходящая из точечного источника. Известна длина волны λ, размер отверстия b и расстояние от источника до преграды (отверстия) a1 и расстояние от преграды до экрана a2. Требуется Определить, как распределена интенсивность излучения по направлениям (на экране).

Для того, чтобы определить интенсивность излучения в произвольной точке экрана, необходимо просуммировать вклады в интенсивность от всех точечных источников открытой части волнового фронта.

1. Записать уравнение волны, излучаемой каждой точкой открытой части волнового фронта. Можно сформулировать следующий алгоритм суммирования интенсивностей излучения. 2. Разделить открытую часть волнового фронта на зоны Френеля. 3. Просуммировать вклады от всех зон Френеля в интенсивность излучения в
Слайд 3

1. Записать уравнение волны, излучаемой каждой точкой открытой части волнового фронта.

Можно сформулировать следующий алгоритм суммирования интенсивностей излучения.

2. Разделить открытую часть волнового фронта на зоны Френеля.

3. Просуммировать вклады от всех зон Френеля в интенсивность излучения в точке наблюдения.

Уравнение волны от одного точечного источника в случае дифракции Френеля.
Слайд 4

Уравнение волны от одного точечного источника в случае дифракции Френеля.

4.8. Уравнение волны от одного точечного источника в случае дифракция Френеля. Пусть S – точечный источник сферических волн. К моменту вре-мени t = τ фронт волны представ-ляет собой сфери-ческую поверх-ность σ. dσ – элемент сферической поверхности, который в дальнейшем мы будем считать источником вт
Слайд 5

4.8. Уравнение волны от одного точечного источника в случае дифракция Френеля.

Пусть S – точечный источник сферических волн. К моменту вре-мени t = τ фронт волны представ-ляет собой сфери-ческую поверх-ность σ.

dσ – элемент сферической поверхности, который в дальнейшем мы будем считать источником вторичных волн;

- вектор нормали к элементу сферической поверхности dσ.

ψ – угол между вектором нормали к dσ и направлением на точку наблюдения;

r – расстояние от элемента dσ до точки наблюдения.

Уравнение сферической волны в общем случае можно записать так. Пусть начальная фаза колебаний волны, испускаемой источником S равна нулю. Тогда запаздывание по фазе колебаний на поверхности σ составит. - амплитуда сферической волны, исходящей из источника S. Тогда для колебаний, происходящих на пове
Слайд 6

Уравнение сферической волны в общем случае можно записать так

Пусть начальная фаза колебаний волны, испускаемой источником S равна нулю. Тогда запаздывание по фазе колебаний на поверхности σ составит

- амплитуда сферической волны, исходящей из источника S.

Тогда для колебаний, происходящих на поверхности σ можно записать

Величину E0 можно считать амплитудой колебаний на поверхности σ. Для волн, исходящих из точечных источников на поверхности σ. Здесь E0σ - амплитуда волны, исходящей с элемента поверхности σ. Коэффициент K(ψ) определяет зависимость амплитуды колебаний волны от направления, то есть от угла ψ. K(ψ) = K
Слайд 7

Величину E0 можно считать амплитудой колебаний на поверхности σ.

Для волн, исходящих из точечных источников на поверхности σ

Здесь E0σ - амплитуда волны, исходящей с элемента поверхности σ.

Коэффициент K(ψ) определяет зависимость амплитуды колебаний волны от направления, то есть от угла ψ.

K(ψ) = Kmax при совпадении направлений вектора нормали с направлением на точку наблюдения; K(ψ) = 0 при ψ ≥ π∕2 (не существует волн, распространяющихся внутрь поверхности σ).

Суммарная напряжённость электрического поля в волне, исходящей из всех точечных источников на поверхности σ (или её участка σ1)
Слайд 8

Суммарная напряжённость электрического поля в волне, исходящей из всех точечных источников на поверхности σ (или её участка σ1)

Разбиение сферического волнового фронта на зоны Френеля.
Слайд 9

Разбиение сферического волнового фронта на зоны Френеля.

4.9. Разбиение сферического волнового фронта на зоны Френеля. Для того, чтобы выполнить суммирование (интегрирование), разобьём весь волновой фронт на зоны Френеля, исходя из условия. Волны из двух соседних зон приходят в точку наблюдения в противофазе.
Слайд 10

4.9. Разбиение сферического волнового фронта на зоны Френеля.

Для того, чтобы выполнить суммирование (интегрирование), разобьём весь волновой фронт на зоны Френеля, исходя из условия

Волны из двух соседних зон приходят в точку наблюдения в противофазе.

Радиус зоны Френеля. Чтобы найти ра-диус зоны Френе-ля, нужно опреде-лить высоту сфе-рического сегмен-та
Слайд 11

Радиус зоны Френеля

Чтобы найти ра-диус зоны Френе-ля, нужно опреде-лить высоту сфе-рического сегмен-та

Rm и h определим из прямоугольных треугольников SN1Q1 и PN1Q1. h – высота сфери-ческого сегмента. Без неё нельзя определить ни радиус, ни площадь зон Френеля.
Слайд 12

Rm и h определим из прямоугольных треугольников SN1Q1 и PN1Q1.

h – высота сфери-ческого сегмента. Без неё нельзя определить ни радиус, ни площадь зон Френеля.

Пренебрежём малой величиной порядка λ2 : Отсюда высота сферического сегмента
Слайд 13

Пренебрежём малой величиной порядка λ2 :

Отсюда высота сферического сегмента

Теперь определим радиус зоны Френеля номер m: Итак, После подстановки
Слайд 14

Теперь определим радиус зоны Френеля номер m:

Итак,

После подстановки

Согласно определению площади зон Френеля должны быть равны. Проверим, выполняется ли это условие. Площадь зоны Френеля номер m равна разности площадей сферических сегментов. Площадь сферического сегмента равна. Площадь зоны Френеля номер m:
Слайд 15

Согласно определению площади зон Френеля должны быть равны. Проверим, выполняется ли это условие.

Площадь зоны Френеля номер m равна разности площадей сферических сегментов.

Площадь сферического сегмента равна

Площадь зоны Френеля номер m:

Площади зон Френеля не зависят от номера зоны m, следовательно, они равны. Это условие выполняется для не слишком больших номеров зон m, таких, что. Напомним, что формула для радиусов зон Френеля справедлива при выполнении этого же условия. 1. Радиусы зон Френеля можно определить по формуле: 2. Площ
Слайд 16

Площади зон Френеля не зависят от номера зоны m, следовательно, они равны. Это условие выполняется для не слишком больших номеров зон m, таких, что

Напомним, что формула для радиусов зон Френеля справедлива при выполнении этого же условия.

1. Радиусы зон Френеля можно определить по формуле:

2. Площади зон Френеля равны.

Выводы:

4.10. Вычисление интенсивности излучения при дифракции Френеля.
Слайд 17

4.10.

Вычисление интенсивности излучения при дифракции Френеля.

4.10. Вычисление интенсивности излучения при дифракции Френеля. Интенсивность излучения в точке наблюдения P пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля. Для того, чтобы вычислить этот интеграл мы (вслед за Френелем!) разделили волновой фронт на зоны, обладающие следующими свойствами.
Слайд 18

4.10. Вычисление интенсивности излучения при дифракции Френеля.

Интенсивность излучения в точке наблюдения P пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля.

Для того, чтобы вычислить этот интеграл мы (вслед за Френелем!) разделили волновой фронт на зоны, обладающие следующими свойствами.

1. В точку наблюдения P волны из двух соседних зон приходят с разностью хода λ/2. 2. Радиусы зон Френеля можно определить по формуле: 3. Площади зон Френеля равны. Свойства зон Френеля: 4. Свойства 2 и 3 справедливы для не слишком больших номеров зон m, таких, что
Слайд 19

1. В точку наблюдения P волны из двух соседних зон приходят с разностью хода λ/2.

2. Радиусы зон Френеля можно определить по формуле:

3. Площади зон Френеля равны.

Свойства зон Френеля:

4. Свойства 2 и 3 справедливы для не слишком больших номеров зон m, таких, что

Итак, приступаем к вычислению интеграла. Определим элемент поверхности dσ. В рассматриваемом случае. Из треугольника SNP по теореме косинусов: Продифференцируем последнюю формулу по r и по θ.
Слайд 20

Итак, приступаем к вычислению интеграла

Определим элемент поверхности dσ. В рассматриваемом случае

Из треугольника SNP по теореме косинусов:

Продифференцируем последнюю формулу по r и по θ.

Подставим полученное выражение в интеграл:
Слайд 21

Подставим полученное выражение в интеграл:

Теперь воспользуемся разбиением волнового фронта на зоны Френеля и сначала подсчитаем вклад в напряжённость поля от одной зоны Френеля, зоны номер m. Будем считать, что коэффициент в пределах одной зоны Френеля постоянен. Для каждой зоны K(ψ) имеет своё определённое значение. K(ψ) = Km(ψ) = Km.
Слайд 22

Теперь воспользуемся разбиением волнового фронта на зоны Френеля и сначала подсчитаем вклад в напряжённость поля от одной зоны Френеля, зоны номер m.

Будем считать, что коэффициент в пределах одной зоны Френеля постоянен. Для каждой зоны K(ψ) имеет своё определённое значение. K(ψ) = Km(ψ) = Km.

Вклад в напряжённость поля от одной зоны Френеля номер m равен
Слайд 23

Вклад в напряжённость поля от одной зоны Френеля номер m равен

Подставим полученное значение интеграла в формулу для напряжённости поля от одной зоны Френеля номер m:
Слайд 24

Подставим полученное значение интеграла в формулу для напряжённости поля от одной зоны Френеля номер m:

Итак, вклад в напряжённость поля в точке наблюдения от одной зоны Френеля номер m равен. Напряжённость поля в точке наблюдения, создаваемая всеми зонами Френеля равна сумме вкладов от каждой зоны. Рассмотрим сумму в скобках. Коэффициенты Ki для соседних зон не сильно отличаются друг от друга, поэтом
Слайд 25

Итак, вклад в напряжённость поля в точке наблюдения от одной зоны Френеля номер m равен

Напряжённость поля в точке наблюдения, создаваемая всеми зонами Френеля равна сумме вкладов от каждой зоны.

Рассмотрим сумму в скобках. Коэффициенты Ki для соседних зон не сильно отличаются друг от друга, поэтому

Сумму в скобках можно теперь представить так: Слагаемые в квадратных скобках можно считать равными нулю. Таким образом, при полностью открытом фронте остаётся только первое слагаемое и последнее слагаемое, соответствующее очень большому номеру зоны. При полностью открытом волновом фронте (m → ∞)
Слайд 26

Сумму в скобках можно теперь представить так:

Слагаемые в квадратных скобках можно считать равными нулю. Таким образом, при полностью открытом фронте остаётся только первое слагаемое и последнее слагаемое, соответствующее очень большому номеру зоны.

При полностью открытом волновом фронте (m → ∞)

Интенсивность пропорциональна квадрату напряжённости.
Слайд 27

Интенсивность пропорциональна квадрату напряжённости.

Дифракция сферических волн Слайд: 28
Слайд 28
A3. Найти радиусы первых пяти зон Френеля для плоской волны, если расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения =1м. Длина волны света =500 нм. Ответ: =0,71 мм, =1,0 мм, =1,22 мм, =1,41мм, =1,58 мм.
Слайд 29

A3. Найти радиусы первых пяти зон Френеля для плоской волны, если расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения =1м. Длина волны света =500 нм.

Ответ: =0,71 мм, =1,0 мм, =1,22 мм, =1,41мм, =1,58 мм.

A1. Свет от монохроматического источника (λ = 600 нм) падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия d = 6 мм. За диафрагмой на расстоянии L = 3 м от нее находится экран. Какое число m зон Френеля укладывается в отверстии диафрагмы, если точка наблюдения находится на экране напротив центра отве
Слайд 30

A1. Свет от монохроматического источника (λ = 600 нм) падает нормально на диафрагму с диаметром отверстия d = 6 мм. За диафрагмой на расстоянии L = 3 м от нее находится экран. Какое число m зон Френеля укладывается в отверстии диафрагмы, если точка наблюдения находится на экране напротив центра отверстия? Каким будет центр дифракционной картины на экране – темным или светлым?

Ответ: m = 5; центр дифракционной картины будет светлым.

Дано: λ = 600 нм L = 3 м d = 6 мм m - ?

Решение

Список похожих презентаций

Дифракция механических и световых волн

Дифракция механических и световых волн

Повторение явления интерференции и его применения. 1.Понятие явления. 2.При каком условии волны интерферируют. 3.Понятие когерентных волн. 4.Каким ...
Дифракция волн

Дифракция волн

Поведение звуковых и механических волн. Поведение волны определяется соотношением между длиной волны λ и размером препятствия d. Дифракция, 1663 г. ...
Сейсморазведка: Метод преломленных волн (МПВ)

Сейсморазведка: Метод преломленных волн (МПВ)

3.1 Образование преломленных и головных волн. Под каким углом возвращается к поверхности луч головной волны? Свойства головной волны. Возникает только ...
Свойства электромагнитных волн

Свойства электромагнитных волн

Электромагнитные волны представляют собой распространение электромагнитных полей в пространстве и времени. Основные свойства электромагнитных волн. ...
Свойства механических волн

Свойства механических волн

Волна- это процесс распространения колебаний в пространстве с течением времени. Условия возникновения волны:. Механические волны могут распространяться ...
Применение и проявление звуковых волн

Применение и проявление звуковых волн

Источники звука — любые явления, вызывающие местное изменение давления или механическое напряжение. Широко распространены источники в виде колеблющихся ...
Отражение звуковых волн

Отражение звуковых волн

Что же такое отражение звука? ОТРАЖЕНИЕ ЗВУКА - явление, возникающее при падении звуковой волны на границу раздела двух упругих сред и состоящее в ...
Моделирование звуковых волн

Моделирование звуковых волн

Постановка проблемы:. В помещении звук не везде слышен одинаково. Автор произвел моделирование распространения звука в помещении с учетом многократных ...
Влияние электромагнитных волн на организм человека

Влияние электромагнитных волн на организм человека

Электромагнитные волны – неизбежные спутники бытового комфорта. Они пронизывают пространство вокруг нас и наши тела: источники ЭМ-излучения согревают ...
Дифракция света

Дифракция света

Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. Как показывает ...
Дифракция и интерференция света

Дифракция и интерференция света

Сложение волн волн на поверхности жидкости. Концентрические круговые волны с источниками в различных точках на поверхности воды, возникшие в результате ...
Дифракция

Дифракция

Дифракция механических волн. Дифракция – отклонение от прямолинейного распространения и огибание волнами препятствий. Общее свойство волн любой природы. ...
Дифракция

Дифракция

Построение Гюйгенса для плоской и сферической волн. Пусть волна падает на отверстие в непрозрачном экране (рис.). Согласно Гюйгенсу, каждая точка ...
Дисперсия. Интерференция. Дифракция

Дисперсия. Интерференция. Дифракция

Дисперсия. Условие максимума. Условие минимума. . Наблюдение колец Ньютона. Кольца Ньютона в зеленом и красном цвете. Схема опыта Юнга. . . Дифракционная ...
Спектр электромагнитных волн

Спектр электромагнитных волн

Цель урока: обобщить, систематизировать изученный ранее материал о всем диапазоне электромагнитных излучений. Длина электромагнитной волны. Распределение ...
Дифракция света

Дифракция света

Характерным проявлением волновых свойств света является дифракция света —. отклонение от прямолинейного распространения на резких неоднородностях ...
Шкала электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волн представляет собой непрерывную последовательность частот и длин электромагнитных излучений, которые являются распространяющимся ...
Дифракция света принцип Гюйгенса

Дифракция света принцип Гюйгенса

В 1665г.итальянским ученым Гримальди были открыты такие явления, как интерференция и дифракция света. В темную комнату сквозь маленькое отверстие ...
Магнитная составляющая электромагнитных волн

Магнитная составляющая электромагнитных волн

Мы живем в океане электромагнитных явлений – все окружающие нас предметы являются приемниками, и одновременно излучателями электромагнитных волн. ...
Дифракция света. Дифракционная решетка

Дифракция света. Дифракционная решетка

Повторим пройденный материал. Дисперсия это… Цветность световых волн зависит от… Источники называются когерентными, если… Скорость какого излучения ...

Конспекты

Шкала электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волн. Цель:. рассмотреть шкалу электромагнитных волн и их свойства. Ход урока. Организационный момент. . Повторение ...
Распространение колебаний в упругой среде. Волновое движение. Продольные и поперечные волны. Длина волны. Скорость распространения волн. Свойства механических волн

Распространение колебаний в упругой среде. Волновое движение. Продольные и поперечные волны. Длина волны. Скорость распространения волн. Свойства механических волн

15.01.2015. Тема : « Распространение колебаний в упругой среде. Волновое движение. Продольные и поперечные волны. Длина волны. Скорость распространения ...
Шкала электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волн

. Урок-презентация по физике в 11-м классе по теме: "Шкала электромагнитных волн". Цели урока. . дидактические:. обобщение и расширение знаний ...
Принцип Гюйгенса. Отражение волн

Принцип Гюйгенса. Отражение волн

Автор Никулина Оксана Ивановна. Место работы МОУ «Галёнковская средняя общеобразовательная школа Октябрьского района». Должность учитель физики. ...
Интерференция света. Дифракция света. Линзы. Дефекты зрения. Очки

Интерференция света. Дифракция света. Линзы. Дефекты зрения. Очки

Урок № 57-169. Интерференция света. Дифракция света. Линзы. Дефекты зрения. Очки. . . Интерференция света -. сложение в простран­стве двух и более ...
Интерференция механических волн

Интерференция механических волн

Разработка плана-конспекта урока физики. ФИО педагога Беленкова Анастасия Сергеевна. Автор УМК Мякишев Г.Я. 11 класс. Тема урока Интерференция ...
Длина волны. Скорость распространения волн

Длина волны. Скорость распространения волн

Тема урока:. Длина волны. Скорость распространения волн. Тип урока:. урок сообщения новых знаний. Цель:. ввести понятия длина и скорость волны, ...
Дифракция света

Дифракция света

«Дифракция света». Курносова Светлана Александровна. Учитель физики МБОУ «Кировская средняя общеобразовательная школа», п. Кировский. Смоленского ...

Советы как сделать хороший доклад презентации или проекта

  1. Постарайтесь вовлечь аудиторию в рассказ, настройте взаимодействие с аудиторией с помощью наводящих вопросов, игровой части, не бойтесь пошутить и искренне улыбнуться (где это уместно).
  2. Старайтесь объяснять слайд своими словами, добавлять дополнительные интересные факты, не нужно просто читать информацию со слайдов, ее аудитория может прочитать и сама.
  3. Не нужно перегружать слайды Вашего проекта текстовыми блоками, больше иллюстраций и минимум текста позволят лучше донести информацию и привлечь внимание. На слайде должна быть только ключевая информация, остальное лучше рассказать слушателям устно.
  4. Текст должен быть хорошо читаемым, иначе аудитория не сможет увидеть подаваемую информацию, будет сильно отвлекаться от рассказа, пытаясь хоть что-то разобрать, или вовсе утратит весь интерес. Для этого нужно правильно подобрать шрифт, учитывая, где и как будет происходить трансляция презентации, а также правильно подобрать сочетание фона и текста.
  5. Важно провести репетицию Вашего доклада, продумать, как Вы поздороваетесь с аудиторией, что скажете первым, как закончите презентацию. Все приходит с опытом.
  6. Правильно подберите наряд, т.к. одежда докладчика также играет большую роль в восприятии его выступления.
  7. Старайтесь говорить уверенно, плавно и связно.
  8. Старайтесь получить удовольствие от выступления, тогда Вы сможете быть более непринужденным и будете меньше волноваться.