Презентация Лекция 2: Волновая оптика. Основные понятия. Интерференция. Когерентность онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Лекция 2: Волновая оптика. Основные понятия. Интерференция. Когерентность абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 33 слайда. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:33 слайда
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:4.36 MB
- Просмотров:197
- Скачиваний:3
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: Лекция 2:
Волновая оптика
Основные понятия
Интерференция
Когерентность
№2 слайд
Содержание слайда: «Фотоника» - производная
слова фотон
№3 слайд
Содержание слайда: Волновая оптика
Свет описывается как скалярная волновая функция (решение волнового уравнения)
Длина волны порядка размеров объектов
№4 слайд
Содержание слайда: Постулаты волновой оптики
Свет распространяется в виде волны со скоростью с= c0/n
Амплитуда волны в любой точке пространства r(x,y,z) описывается волновой функцией u(r,t)
Интенсивность – усредненный по времени квадрат амплитуды
Оптическая мощность – интеграл от интенсивности по площади
Из линейности волнового уравнения вытекает принцип суперпозиции
Для определения волновой функции нужно знать граничные условия
Волновая оптика применима для неоднородных сред, с характерными размерами изменения больше длины волны (локально однородные)
№5 слайд
Содержание слайда: Монохроматическая волна
Комплексное представление
Уравнение Гемгольца:
Волновой фронт – плоскость постоянной фазы
№6 слайд
Содержание слайда: Элементарные волны
Плоская волна (в реальности не существует)
Мощный математический аппарат Фурье анализа
Сферическая волна
Параксиальное приближение
(общий вид)
№7 слайд
Содержание слайда: Преломление и отражение
Волновой вектор плоской волны
Аналог импульса
№8 слайд
Содержание слайда: Интерференция света
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА — пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн.
№9 слайд
Содержание слайда: Интерференция света
ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА — проявление волновых свойств (начало XIX века)
№10 слайд
Содержание слайда: Кольца Ньютона
№11 слайд
Содержание слайда: Интерференция плоских волн
№12 слайд
Содержание слайда: Интерференция нескольких монохроматических плоских волн
№13 слайд
Содержание слайда: Считывание CD дисков
№14 слайд
Содержание слайда: Интерферометры
При соосном распространении волн
№15 слайд
Содержание слайда: Когерентность
Как проявляется когерентность?
№16 слайд
Содержание слайда: Световая волна случайна по своей природе
Флуктуации источника света.
Лампа накаливания дает излучения от множества нагретых атомов, находящихся в различных условия, и излучающих независимо на разных частотах, с разной фазой.
Рассеяние в неоднородной среде.
Например на турбулентной жидкости или шероховатой поверхности приводит к случайным изменениям в волновом фронте.
Статистические методы должны использоваться для описания.
Квантовая теория света также описывает излучение как вероятностный процесс.
№17 слайд
Содержание слайда: Интенсивность
Наблюдаемые в экспериментах (измеряемые) параметры световой волны являются усреднениями случайной функции по времени измерения.
Случайная волновая функция u(r,t) удовлетворяет волновому уравнению и граничным условиям. Статистические средние также удовлетворяют этим законам.
Символ <> обозначает усреднение по множеству реализации.
Величина называется мгновенная интенсивность.
№18 слайд
Содержание слайда: Когерентность
Корреляционная функция между двумя случайными амплитудами световой волны, разнесенных в пространстве и времени определяет степень когерентности света
Нормированная корреляционная функция называется комплексной степенью когерентности
№19 слайд
Содержание слайда: Временная когерентность.
Рассмотрим флуктуации стационарного света (средняя интенсивность постоянна) в фиксированной точке пространства (r1=r2=r).
g() определяет насколько свет близок к монохроматической волне.
№20 слайд
Содержание слайда: Временная когерентность.
Расстояние которое проходит световая волна за время когерентности называется продольной длиной когерентности
Если разность ходы лучей в интерферометре превосходит длину когерентности, интерференционная картина не наблюдается.
№21 слайд
Содержание слайда: Оптический спектр.
Спектральная интенсивность случайной световой волны определяется усредненное значение преобразования Фурье.
S - спектральная плотность мощности: средняя мощность через единичную площадь, переносимая волнами в бесконечно малой полосе частот d [Вт/(см2Гц)].
S связана с функцией временной когерентности через преобразование Фурье
№22 слайд
Содержание слайда: Оптический спектр.
Ширина спектра излучения напрямую связана с временем когерентности
При определении ширины спектра как FWHM соотношение зависит от формы спектра
Источник с более узким спектром имеет большую длину когерентности.
Через время
спектральные компоненты приобретаю сдвиг
№23 слайд
Содержание слайда: Пространственная когерентность.
Пространственная когерентность описывается корреляционной функцией для заданной временной задержки , обычно = 0.
Если область когерентности больше апертуры, то свет считают когерентным, аналогично если область когерентности меньше разрешения, то свет абсолютно некогерентный.
Для излучения разогретого тела эта площадь порядка
№24 слайд
Содержание слайда: Интерференция частично когерентного света
Для фиксированной точки пространства интенсивность двух интерферирующих световых волн запишется как:
№25 слайд
Содержание слайда: Интерференция и временная когерентность
№26 слайд
Содержание слайда: Применения
№27 слайд
Содержание слайда: Интерференция и пространственная когерентность
№28 слайд
Содержание слайда: Протяженный источник света
№29 слайд
Содержание слайда: Влияние ширины спектра
№30 слайд
Содержание слайда: Применения
№31 слайд
Содержание слайда: Когерентный объем
Используя принцип неопределенности Гейзенберга можно показать, что внутри данного объема фотоны неразличимы (имеют одинаковую волновую функцию). Число фотонов в данном объеме зависит от источника, для лазера ~ 109
№32 слайд
Содержание слайда: Спутанные фотоны
(entaglemented photons)
Пара фотонов описывается общей волновой функцией
(на примере состояния поляризации)
№33 слайд
Содержание слайда: Когерентный свет
Классический источник когерентного света
Квантовый источник когерентного света (laser)
Применения:
Спектроскопия и интерферометрия
Голография
Когерентные системы передачи и обработки сигналов
(фазовая и частотная модуляция)
Скачать все slide презентации Лекция 2: Волновая оптика. Основные понятия. Интерференция. Когерентность одним архивом:
