Дифракция света

При освещении лучом лазера узкой щели на экране возникает картина из чередующихся ярких и тёмных полос. Это явление вызвано волновой природой света. Предельное разрешение оптических приборов также определяется дифракцией.
Ключевые слова: дифракция на щели, дифракция Фраунгофера, slit diffraction, Fraunhofer diffraction, wave nature of light
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
www.nsu.ru/n/
Физический факультет НГУ

Пікірлер: 112

  • @feskfesllfssfgg
    @feskfesllfssfgg4 жыл бұрын

    Радужная картина возникает из-за того, что лампа излучает белый свет (по сути все цвета одновременно), соответственно разные цвета создают дифракционные картины разной ширины, которые накладываются друг на друга и образуют "радугу"

  • @Volodya_Sharapov

    @Volodya_Sharapov

    4 жыл бұрын

    @@Favorchik_chik блин, хотел написать вторым...

  • @sibedir

    @sibedir

    4 жыл бұрын

    блин, хотел написать третьим...

  • @edgyfitness

    @edgyfitness

    4 жыл бұрын

    Синего становится меньше потому что это цвет с самой короткой волной

  • @sibedir

    @sibedir

    4 жыл бұрын

    @@edgyfitness так а желтый тогда почему исчезает раньше зелёного?

  • @edwardsd6967

    @edwardsd6967

    4 жыл бұрын

    @@edgyfitness и менее всего способен огибать

  • @ivanzhukov2914
    @ivanzhukov29142 жыл бұрын

    Спасибо за прекрасный ролик, однозначный лайк, дай вам бог здоровья!

  • @SSHD21RYU
    @SSHD21RYU2 жыл бұрын

    _Наблюдаемый феномен связан с тем, что световые волны, индуцируемые лампой накаливания, имеют весь спектр длин волн видимого электромагнитного излучения (380 - 760 нм. / От фиолетового до красного соответственно), что обеспечивает их смещение относительно друг друга в процессе дифракции. Синий и жёлтый цвета были смешаны в зелёный._

  • @user-be9vc5zq7g
    @user-be9vc5zq7g4 жыл бұрын

    Как всегда читаю комментарии! Школьникам может и не всем понятно, но мои остаточные знания в этой области прямо прямо на глазах восстанавливаются! Пока не дошла до этой темы, но ролики очень продвигают🙂да и технически ролик сделан отлично!🌺

  • @mortisalbum6178
    @mortisalbum6178 Жыл бұрын

    Спасибо большое Вам за объяснение! Вы единственный, кто понятно ответил на мои вопросы "почему"!

  • @KOTKy39l

    @KOTKy39l

    Жыл бұрын

    нгко каьвсетнквуекруекетонва

  • @canniballissimo
    @canniballissimo4 жыл бұрын

    Ну тут вроде легко. Полосы возникают потому, что длины волн разные. А исчезают цвета потому, что смешиваются, когда фазы одного цвета накладываются на фазы другого.

  • @indefixrootor9655
    @indefixrootor96553 жыл бұрын

    прекрасное изложение информации

  • @SorokinAU
    @SorokinAU4 жыл бұрын

    Как здорово вы объясняете это в 100 раз нагляднее и понятнее чем в учебниках! Я стал лучше понимать эту тему!

  • @user-rb3zp1ym7h

    @user-rb3zp1ym7h

    6 ай бұрын

    А мне не понравилось.

  • @user-nt6pl2ru1y
    @user-nt6pl2ru1y3 жыл бұрын

    Спасибо большое

  • @satane2569.
    @satane2569.2 жыл бұрын

    Спасибо

  • @Dima-Kochetov
    @Dima-Kochetov4 жыл бұрын

    Лампа излучает свет разной длинной волны. Определённой длине волны соответствует свой цвет. Эти волны достигая экрана в одной фазе складываются и мы видим максимумы - яркие полосы одного и того же цвета.

  • @user-er5bn5nq5y
    @user-er5bn5nq5y3 жыл бұрын

    Супер!

  • @trubitsyn
    @trubitsyn4 жыл бұрын

    Опять хорошо! ))

  • @MaksimGorkyi
    @MaksimGorkyi4 жыл бұрын

    Класс

  • @spacecookies6814
    @spacecookies68143 жыл бұрын

    Классный мужик!

  • @sibedir
    @sibedir4 жыл бұрын

    Синий и желтый кратны 115нм и при периодическом наложении через 4/5 дают зелёный. Зелёный и красный кратны 133нм, но при сложении дают серый (который при достаточной интенсивности воспринимается как белый). Другие сочетания тоже не особо чего дают. Вот красный + синий вроде как фиолетовый/малиновый. Но он не чёткий, т.к. нет такой кратности.

  • @sibedir

    @sibedir

    4 жыл бұрын

    Каждый отсек луча (маленькая радуга) на 7:00 - это набор из ~4 красных, ~4.5 желтых, ~5 зеленых и ~5.5 синих пиков.

  • @RobotN001

    @RobotN001

    4 жыл бұрын

    @@sibedir , т.е. чем меньше длина волны, тем ближе к центру полосы, и дальше они не распространяются чисто из-за их ослабления интерференцией из-за сильно наклонённой щели?

  • @sibedir

    @sibedir

    4 жыл бұрын

    @@RobotN001 бррр, немножко не понял, что ты имел в виду. Короче, на картине на 7:00 можно выделить участки от красного до красного (назовём их одна радуга). Так вот, каждая такая радуга содержит в себе пики каждой волны по несколько раз в соотношении 4/4.5/5/5.5 (к/ж/з/с). Цифры условные, так как белый свет состоит из большего числа спектров. А общая картина одной такой радуги - это результат наложения пиков (интерференция), имеющих разное положение относительно друг друга по всей длине радуги. На каждой следующей радуге относительное смещение увеличивается. Смешивание синего и желтого дают "хороший" зеленый. А вот зелёного и красного, например, серый. Остальные спектры при смешении тоже не дают особо контрастных оттенков. А с учетом того, что красные пики затухают при удалении от центра медленнее, получаем преобладание красного и зеленого цветов. Такова моя гипотеза.

  • @ShatNdd
    @ShatNdd4 жыл бұрын

    Опыт старый, знакомый, но меня смущает что 2 волны света в противофазе образуют темноту... или это просто область неусиленного света одной (из скажем 2) волн на контрасте с соседними областями, которые освещены усиленными друг другом волнами.

  • @user-dq6fh9vf3i
    @user-dq6fh9vf3i2 жыл бұрын

    А что имеется в виду под «точками отверстия»?

  • @user-ob4mb2jh6f
    @user-ob4mb2jh6f4 жыл бұрын

    Разные длины волн интерферируют по разному, по тому интерференционная картина абсолютно белого источника будет радужной в следствие наложения интерференционных картин разных длин волн. А синие и жёлтые цвета спектра исчезают вследствие перекрывания их интерференционных картин другими.

  • @RobotN001

    @RobotN001

    4 жыл бұрын

    ну перекрывают они, и что ? полосы разного цвета или разных оттенков могли бы и остаться )

  • @kek1327
    @kek13274 жыл бұрын

    Подождите, но если разность хода составляет целое количество волн, то на экране появляется интерференционный максимум, т.е. светлая полоса, что и сказали в видео про интерференцию. А в этом видео точно то же условие создаёт тёмную полосу? Здесь какая-то ошибка, или я сам запутался? Объясните, пожалуйста.

  • @saasrus

    @saasrus

    4 жыл бұрын

    Там излучали 2 точки, а тут массив точек. Разложите фазу в круг, будет понятнее и нагляднее. Для интерференции на круге фазы будут два луча, а для дифракции - угол, который будет иметь нулевой вектор наждое целое количество оборотов (коряво объяснил, но вроде верно).

  • @saasrus

    @saasrus

    4 жыл бұрын

    Вторая попытка: если представить фазу колебаний на плоскости (фаза будет из двух составляющих, и будет описывать круг синуса и косинуса), то для интерференции из двух точечных источников у нас из центра круга будут идти два вектора, по одному из каждой из двух точек. Если вектора будут направлены в одну сторону - будет максимум, если в противоположные (сумма векторов будет равна нулю) - то две волны будут полностью друг друга коменсировать, и сумма волн будет нулевая (минимум, или "тень"). Когда у нас работает щель, то нужно брать массив векторов, по одному для каждой точки. На отрезке щели бесконечное количество точек, поэтому удобнее представить проекцию отрезка как дугу на круге фазы. Для максимума все вектора должны быть направлены в одну сторону (такое положение будет только при нулевом угле), для минимума - равномерно распределены по всему кругу два пи (минимум будет каждый полный оборот фазы). Итого получаем, что для двух точек каждый полный оборот будет максимум (и оборот плюс пол-круга, или нечётное количество пи - минимум), а для массива точек каждый полный круг будет минимум, кроме первого (нулевого), в котором будет единственный максимум. Надеюсь, так понятнее.

  • @kek1327

    @kek1327

    4 жыл бұрын

    @@schetnikov , скажите, пожалуйста, я правильно понимаю, что сама по себе дифракция как явление никакой картины на экране не даёт. Полосы на экране же есть ничто иное, как явление интерференции. В то время, как дифракция проявляется в распространении волн во все стороны, во отличие от лучей. А в самом эксперименте интерференция используется лишь для того, чтобы выявить дифракцию. Так выглядит истина, обозримая для наших умов?

  • @RobotN001
    @RobotN0014 жыл бұрын

    честно говоря сложно объективно оценивать данные в финальному вопросу, потому как всё перемешано и не понятно конкретно что где и сколько. нужен спектроскопический анализ полученной картины с результатом в виде совместных графиков.

  • @kotenokguf
    @kotenokguf Жыл бұрын

    Радужная картина потому происходит, что преломление разное для всех волн разной частоты.

  • @triplex3459
    @triplex34592 жыл бұрын

    5:39 кажется я где-то это уже слышал)

  • @neoanderson6032
    @neoanderson60323 жыл бұрын

    Кто-нибудь может объяснить почему щель стоит вертикально, а изображение - горизонтально.

  • @kek1327
    @kek13274 жыл бұрын

    Но, позвольте, ведь в видео приведена формула, что волна с фазой φ будет гаситься волной с фазой φ+180°. Т.е. для волны 0° противоположной будет волна 180°, и в этом есть логика, так как смещение на 180°-это смещение на пол периода, т.о. волны будут приходить в противофазе. Так почему же на рисунке авторы канала написали 360°?

  • @sibedir

    @sibedir

    4 жыл бұрын

    Потому что в интервале от 0 до 360 для любого фи есть свой фи+180.

  • @RobotN001

    @RobotN001

    4 жыл бұрын

    в каждой полной окружности для каждого радиуса есть противостоящий радиус, образующий совместно с первым диаметр.

  • @igorohrimenko5799
    @igorohrimenko5799 Жыл бұрын

    Но как возникают темные, разделяющие, линии Фраунгофера, и что они поглощают, что за сила такая, откуда они берутся?

  • @stanislavvostrikov8527
    @stanislavvostrikov85273 жыл бұрын

    Здравствуйте я конешно пытаюсь понять, но как я себе предстовляю этот эффект это что то вроде сталкивания частиц которые пытаясь протиснутся в узкое отверстие отталкиваются друг от друга, одновременно усиливая и погашая эффект свечения при этом образуется такая упорядочная картина, за счёт упорядочного движения в пространстве, ведь хаотическое движение может и непоказывать такие результаты хотя они могут быть схожы😁

  • @serg_sel7526

    @serg_sel7526

    Жыл бұрын

    Свет - это не только частицы. Да, это может быть сложно к пониманию, но свет, как при интерференции и дифракции, может быть волной, или в многих других случаях - как частица

  • @stanislavvostrikov8527

    @stanislavvostrikov8527

    Жыл бұрын

    @@serg_sel7526 Дак свет то может быть и холодным, ну то есть несказать что он совсем холодный, но при различных видах реакций, может возникать поток некоторой энергии, что обуславливается для воспринимаюшего его(светом) в ковычках, ведь когда расчитывается скорость света , за первое основу берутся различные источники, а так как они различны по энергитическим своим началам, то и прохождение света то есть энергии возбуждаемой пространство через которое проходит это колебание будет различно, в зависимости от источника возбуждения и пространства через которое проходит возбуждаемая энергия, и волна не может появится без источника возбуждения, соответственно энергия возбуждения будет порождать как поток частиц до определенного радиуса, так и поток волн, возбуждаемого простансва.

  • @serg_sel7526

    @serg_sel7526

    Жыл бұрын

    @@stanislavvostrikov8527 чего? Я тебя не очень понял.

  • @stanislavvostrikov8527

    @stanislavvostrikov8527

    Жыл бұрын

    @@serg_sel7526 Ну если совсем просто, упругая среда создаёт для света итерфиренцию и дефракцию.

  • @user-xp6hs1xz5r
    @user-xp6hs1xz5r Жыл бұрын

    Белый свет состоит из суммы длин волн насколько я помню и поэтому дифракционная картина принимает такой вид.

  • @Lol_12246
    @Lol_122463 жыл бұрын

    Подскажите пж, а почему 6:08 кольца сменяются? (То светлые, то темные.) Ведь дырка то 1, а не 2?

  • @Lol_12246

    @Lol_12246

    3 жыл бұрын

    @@schetnikov Я имею ввиду почему наблюдается явление интерфиренции? (Или это не интерфиренция?)

  • @stanislavvostrikov8527
    @stanislavvostrikov85273 жыл бұрын

    Объясните пожалуйста как образуются продольные и поперечный волны, в поляризации света, и почему ихняя проходимость в вещесте различна?

  • @user-oq6kh2fe5m
    @user-oq6kh2fe5m7 ай бұрын

    Может я чего-то недопонимаю? Нигде не видел полных расчётов поведения света. Так и здесь, рассматривают лишь поведение света после щели, как-будто он сформирован самой щелью. А как же то расстояние, которое свет проходит от источника и до щели? Как же размер выходного отверстия в источнике света? Ведь отверстие в источнике не равно диаметру носителя света. А значит частицы света не вылетают из него по одной, а порциями. А раз порциями, какова вероятность, что проходя через воздух и сталкиваясь с его частицами, частицы света не будут сталкиваться друг с другом (если мы находясь в любой точке помещения видим луч, то это ж сколько частиц света разлетается во все стороны)? И проходя через щель они не все будут пролетать свободно, некоторые будут ударяться в стенки щели и отскакивать в разные стороны. А это будет приводить к ещё большим столкновениям. Странно, что все эти процессы настойчиво игнорируют. Ну и самое главное, что все забывают, что все оценки делаются на основании реакции сетчатки глаза на частицы света.

  • @user-zh4fm9vc6u
    @user-zh4fm9vc6u2 жыл бұрын

    Происходит действие интерференции

  • @nodirbekfayzullayev142
    @nodirbekfayzullayev1423 жыл бұрын

    потому что показатели преломления в линзе от объектива разный для разных длин световых волн , огибаются под разными углами , это просто дисперсия

  • @Iopata
    @Iopata Жыл бұрын

    А что вы не думаете о том что свет имеет свойство расширяться

  • @Andrejr77rv
    @Andrejr77rv3 жыл бұрын

    Пришла в голову такая мысль. Если это все происходит из за сложения и вычитания фаз волн света, тогда почему при повороте щели на небольшой угол во время опыта минимумы и максимумы остаются на своем месте? Ведь расстояние до экрана каждой волны то меняется, в каждой точке щели соответственно, где то расстояние становится больше а где то меньше, и фазы волн меняются.

  • @Andrejr77rv

    @Andrejr77rv

    3 жыл бұрын

    @@kondrahtiz7370 я

  • @user-cd5hf9xy8i
    @user-cd5hf9xy8i4 жыл бұрын

    О пятне Пуассона видео не намечается?

  • @aleksandr_berdnikov

    @aleksandr_berdnikov

    4 жыл бұрын

    Я в вас верю

  • @RomanVladimirovichF

    @RomanVladimirovichF

    4 жыл бұрын

    @@aleksandr_berdnikov оо.. кстати к теме - www.atoptics.co.uk/bows.htm

  • @aleksandr_berdnikov

    @aleksandr_berdnikov

    4 жыл бұрын

    @@schetnikov я даже вас подначиваю мои материалы использовать, так их больше увидят, я буду рад

  • @user-lh7tz8fs4i
    @user-lh7tz8fs4i2 жыл бұрын

    Если бы человеческое зрение воспринимало весь спектр излучения, то темных участков между полосками не было бы?

  • @kjdgfgknjkdsg
    @kjdgfgknjkdsg4 жыл бұрын

    1:11 это происходит если через щель одновременно пролетает много фотонов. А что будет если сделать две щели и пропускать по одному фотону? Будет точно такой же эффект kzread.info/dash/bejne/gKNmqpqpoKvZZKw.html

  • @hmmm1482
    @hmmm14823 жыл бұрын

    Спектр красного+зеленого+синего= спектру на фотоаппарате.

  • @piterking8081
    @piterking80812 жыл бұрын

    желтый с синим зеленый

  • @user-qq6rf2gx3l
    @user-qq6rf2gx3l7 ай бұрын

    Есть куча роликов с описанием двухщелевого эксперимента, так в них при закрытии одной из щелей на экране получается одна полоса и никакой интерференционной картины. Вот к примеру kzread.info/dash/bejne/hohl1tSzZKS0h6w.html Поделитесь ссылкой на детальное описание реального опыта с двумя щелями с выявлением "эффекта наблюдателя"

  • @Prebereda
    @Prebereda4 жыл бұрын

    не показано, чем дифракция от интерференции отличается

  • @Prebereda

    @Prebereda

    4 жыл бұрын

    @@schetnikov я всегда думал, что дифракция обегание волн объекты, а интерференция взаимодействие волн. Оказывается, что это кот, что это кiт.

  • @michaelpovolotskyi3295

    @michaelpovolotskyi3295

    4 жыл бұрын

    @@schetnikov Но ведь можно решить дифракционную задачу без всякой интерференции. Принцип Гюйгенса (или интеграл Кирхгоффа) - это один из возможных способов, и только его немного учат в школе. Однако можно просто численно решить волновое уравнение и будет Вам дифракционная картина от двух щелей без привлечения понятия интерференции.

  • @michaelpovolotskyi3295

    @michaelpovolotskyi3295

    4 жыл бұрын

    @@schetnikov волновое уравнение, если хотите, систему уравнений Максвелла можно использовать всегда. А вот интеграл Кирхгоффа, не всегда. Если сделать щель уже, чем длина волны, то непонятно, какие граничные условия там ставить. Кроме того, интеграл Кирхгоффа выглядит как интерференция волн с какими-то амплитудными коэффициентами, которые из физических соображений не выводятся. С помощью интерференционной модели можно лишь качественно объяснить явление дифракции, но не всегда.

  • @andreykuznetsov7442

    @andreykuznetsov7442

    4 жыл бұрын

    @Michael Povolots То, что дифракция фундаментально не отличается от интерференции, вы можете прочитать и в обычных учебниках. Это не выдумка лично Андрея Щетникова. Дифракция и интерференция одинаково описываются через уравнения Максвелла.

  • @michaelpovolotskyi3295

    @michaelpovolotskyi3295

    4 жыл бұрын

    @@schetnikov , что значит 'можно обойтись'? Все дело в точности, которую хотим получить. Если нас интересует факт появления белых и черных полос, то принцип Френеля годится. Если же надо знать поле, с его фазой, поляризацией и амплитудой, то принцип Френеля этого нам не даст. Интеграл Кирхгоффа требует знания и поля, и его производных на поверности, и это сильно ограничит его применение. Зоммерфельд придумал интеграл, где нужно только поле на плоскости, но там уже более сложное выражение. Я это к тому, что утверждение о независимых источниках, которые излучают сферические волны в одной фазе - это приближение, а не закон природы. И дифракцию можно количественно описывать, не опираясь на принцип Френеля. Фурье оптика, например, так и делает. Поэтому дифракция и интерференция - это не одно и то же. Интерферометр Маха Цендера - это все же не дифракционный элемент.

  • @hueglot7530
    @hueglot75302 жыл бұрын

    Щепка

  • @Volodya_Sharapov
    @Volodya_Sharapov4 жыл бұрын

    А школьники понимают?

  • @revikstepanyan1632

    @revikstepanyan1632

    4 жыл бұрын

    Мне во время обучения очень не хватало не то что этого объяснения, хотя бы этой формулы!

  • @darkfrei2
    @darkfrei24 жыл бұрын

    Немного дежавю.

  • @user-jp5hf1mo1e
    @user-jp5hf1mo1e4 жыл бұрын

    причем тут вода? вода водой, свет светом. это разные вещества. водяные волны гасят друг друга, а световые не могут себя гасить.

  • @RobotN001

    @RobotN001

    4 жыл бұрын

    ну вообще-то есть эксперименты с двумя точными мазерами, излучение которых тоже интерферировало в стабильную чёткую картинку )

Келесі