Odbicie i załamanie na gr ośrodkow:
Prawa odbicia i załamania:
Wektory falowe lezą w jednej płaszczyźnie
Kąt padania jest równy kątowi odbicia: B=a
Sina/siny=k’/k=n’/n
Calkowite wewnętrzne odbicie:
Siny=sina*n/n’
Siny>sina
Fala padająca pod kątem większym od kąta granicznego aar nie ulega załamaniu (jest całkowicie odbijana).
Sinagr=n’/n
Całkowite wewnętrzne odbicie: Wektor falowy fali w drugim ośrodku ma składowe: k’x=kx
Jeżeli n'< n i a>agr to kx' > k' a składowa kz' jest urojona co znaczy, że fala zanika wykładniczo w kierunku z.
Dla kąta padania a > agr
Amplituda fali w ośrodku drugim zanika wykładniczo.
Głębokość wnikania jest rzędu długości fali.
Fala padająca w całości wraca do ośrodka pierwszego.
Następuje przy tym zależna od polaryzacji fali i kąta padania zmiana fazy o
Interferencja światła:
- interferują tylko fale o tej samej polaryzacji
-interferują tylko fale o stałej w czasie różnicy faz, nazywane falami spójnymi lub koherentymi.
Fale spójne:
Dyfrakcja- fala przechodząca przez otwór w przesłonie ulega ugięciu.
Dyfrakcja powoduje poszerzanie się wąskich wiązek światła
Dyfrakcją, nazywamy zespół zjawisk związanych z falową naturą światła, które ujawniają się podczas rozchodzenia się światła w ośrodku zawierającym silne niejednorodności (otwory w przesłonach, krawędzie ciał nieprzeźroczystych)
Podstawy teoretyczne dyfrakcji wynikają z zasady Huygensa. Głosi ona, że każdy punkt powierzchni czołowej fali świetlnej jest źródłem wtórnych fal sferycznych, a postępujące w przestrzeni zaburzenie falowe jest wynikiem wzajemnego nakładania się fal.
Ścisłe rozwiązanie zagadnień dyfrakcji np. równania falowego przy warunkach brzegowych zależnych od rodzaju przesłon jest bardzo trudne. Najczęściej analitycznie nie jest możliwe. Z tego powodu stosuje się metody przybliżone.
DYFRAKCJA
Jeśli na drodze równoległej wiązki światła znajduje się nieprzezroczysta przeszkoda z otworem, to na ekranie, umieszczonym w pewnej odległości od przeszkody, obserwuje się pole świetlne o rozmytym brzegu i o średnicy większej od średnicy otworu.
Pole to jest tym wyraźniejsze, im mniejszy jest otwór i im większa jest spójność wiązki świetlnej.
Na ekranie oprócz rozmytego widoku pola otworu, występują prążki interferencyjne, zwane dyfrakcjami.
Rozróżnia się dwa rodzaje dyfrakcji: Fresnela
i Fraunhofera, zwane również dyfrakcją w bliskim i dalekim polu.
Dyfrakcję Fresnela obserwuje się na ekranie gdy, odległość ekranu od otworu jest niewielka,
Dyfrakcję Fraunhofera gdy odległość jest odpowiednio duża, w szczególności nieskończona..
Powierzchnia falowa, (czoło fali) jest to miejsce geometryczne punktów ośrodka, w których w danej chwili faza ma tą samą wartość.
Każdej wartości fazy odpowiada rodzina powierzchni falowych.
W przypadku, gdy w ośrodku rozchodzi się krótkotrwałe zaburzenie powierzchnią falową nazywa się granicę między zaburzoną a niezaburzoną częścią.
Powierzchnie falowe przemieszczają się w ośrodku w sposób ciągły, zwykle ulegając przy tym zniekształceniom.
ZASADA HUYGENSA
Wszystkie punkty czoła fali zachowują się jak punktowe źródła elementarnych kulistych fal wtórnych. Po czasie t nowe położenie czoła fali jest wyznaczone przez powierzchnię styczną do powierzchni fal wtórnych
Zakłada się, że fale wtórne biegną tylko „do przodu", czyli w kierunkach tworzących kąty ostre z kierunkami normalnej zewnętrznej do czoła fali pierwotnej.
W wyniku dyfrakcji powstaje złożony z prążków obraz interferencyjny, nazywany obrazem dyfrakcyjnym.