تداخل و لیزر

تداخل و لیزر

اسلاید 1: جلسه چهارم

اسلاید 2: قطبشموج الکترومغناطیس ایستادهلایه های نازکتداخل از دو شکافتداخل از شکاف چند شکافی

اسلاید 3: اثرات تداخلی هنگامی قابل مشاهده می شود که موج نور توسط لایه نازک (لایه نازکی از روغن روی آب)

اسلاید 4:

اسلاید 5:

اسلاید 6: لایه نازک موج به رویه بالایی برخورد می کند بازتاب از رویه بالاییبازتاب از رویه پائینی این امواج بازتابیده به طور سازنده یا ویرانگر با هم تداخل می کنند.اثرات تداخلی

اسلاید 7: لایه نازک راستای انتشار موج تقریبا برسطح لایه عمود است.موجی که تنها از سطح بالایی بازمی تابد.موجی که از سطح پائینی بازمی تابد.شرایط تداخل سازنده و یرانگر

اسلاید 8: تحت چه شرایطی این موج ها در فضای بالای لایه تداخل سازنده انجام می دهند؟موجی که از سطح پائینی بازمی تابد یک فاصله اضافی را طی می کند تا از لایه بیرون بیاید. اگر ضخامت لایه d باشد فاصله اضافی با 2d برابر است.مشروط به آنکه این فاصله اضافی برابر یک ، دو و سه ... برابر طول موج باشد.موج بازتابیده در سطح پایینی با موج بازتابیده از سطح بالایی بر خورد ستیغ به ستیغ خواهند کرد.

اسلاید 9: لایه نازکشرط تداخل سازنده شرط تداخل ویرانگردارد. طول موج در معادلات طول موج درون لایه استطول موج بیرونی باضریب متناسب با ضریب شکست تفاوت

اسلاید 10:

اسلاید 11:

اسلاید 12: لایه نازکیک لایه نفت به ضخامت 4500 آنگستروم روی آب شناور است. نور سفید به طور عمود به این لایه می تابد. کدامیک از طول موج ها موجود در نور سفید پس از بازتابش شدت بیشینه را دارند.این طول موج ها در نفت هستند برای بدست آوردن طول موج ها در هوا باید آنها را در ضریب شکست نفت 1.2 ضرب کنیم . از بین طول موج ها تنتها یکی در محدوده مرئی است:1.2 4500A=5400 A

اسلاید 13: تداخل امواج از روی لایه های نازک منجر به نقش نوارهای رنگی روشن یا فریز های رنگی می شود.فریز

اسلاید 14: قطبشموج الکترومغناطیس ایستادهلایه های نازکتداخل از دو شکافتداخل از شکاف چند شکافی

اسلاید 15: تداخل دو شکافدو چشمه نوری با فاصله کم از یکدیگر، امواج نور از چشمه ها پخش می شوندو با یکدیگر تداخل سازنده یا ویرانگر انجام می دهند و نقشی از مناطق روشن و تاریک را به وجود می آورند.

اسلاید 16: تداخل دو شکافاگر نقش تداخل در فضا ایستا بماند ، دو چشمه نور باید همدوس باشندهمدوس =امواج با بسامد یکسان و فاز یکسان گسیل شوند.

اسلاید 17: تداخل دو شکافپرتوها QP و Q’P که به یک نقطه P رهنمون می شوند.تداخل سازنده:اگر اختلاف بین طول های QP و Q’P صفر، یک طول موج یا دو طول موج باشد.تداخل مخرب: سازنده:اگر اختلاف بین طول های QP و Q’P نصف طول موج، 2/ 3 طول موج باشد. یافتن بیشینه ها و کمینه های تداخل

اسلاید 18: تداخل دو شکاففرض:شعاع QP و Q’P تقریبا موازی هستند.اختلاف بین طول شعاع ها: dsinθ (d جدایی شکاف ها و θ زاویه بین خط به سوی P و خط عمود بر وسط صفحه )محاسبه بیشینه و کمینه

اسلاید 19: تداخل دو شکافشرط برای شدت بیشینه شرط برای شدت کمینهاین معادلات موقعیت های زاویه ای بیشینه ای و کمینه های تداخل را بدست می دهند.شرط برای شدت بیشینه و کمینه

اسلاید 20: نمای از نقش باریکه های پروانه ایتداخل دو شکاف

اسلاید 21: نقش فریز ها تاریک روشن برروی فیلم عکاسیتداخل دو شکاف

اسلاید 22: در محاسبات قبلی این تقریب را به کار بردیم که فاصله نقطه ای که شدت را در آنجا مشاهده می کنیم ، در مقایسه با جدایی بین شکاف ها بسیار بزرگ است.این تقریب که ما را به عبارت dsinθ رهنمون می کند ، تقریب فرانهوفر نامیده می شود.تقریب فرانهوفر

اسلاید 23: در طرف دیگر شکاف ها یک عدسی قرار می دهند ، عدسی پرتوهایی را که به هم نزدیک می کند که هنگام ترک شکاف با هم موازی باشند.تقریب فرانهوفر

اسلاید 24: دو شکاف باریک که به فاصله 12/0 میلیمتر قرار دارند بوسیله نوری که از یک لامپ سدیم با طول موج 589 نانومتر روشن می شوند. موقعیت زاویه ای نخستین بیشینه جانبی در نقش تداخل چیست؟اگر نور را یک فیلم عکاسی که در 2 متری آنسوی شکاف ها قرار دارد قطع کند ، فاصله بین این بیشینه و بیشینه مرکزی بر روی فیلم عکاسی چقدر است؟مسئله

اسلاید 25: تداخل دو شکاففاصله بین نقاط با θ=0 وθ=4.910-3 رادیان روی فیلم عکاسی چنین است.سینوس زاویه با خود زاویه بر حسب رادیان برابر است.حل

اسلاید 26: From double-slit interference to structural information in simple hydrocarbonsWe have developed a theoretical and experimental framework to characterize such interference phenomena accurately, and we have applied it to the simplest hydrocarbons with different bond lengths and bonding types. We demonstrate that such fundamental observations can be related to crucial structural information, such as chemical bond lengths, molecular orbital composition, and quantitative assessment of many-body effects, with a very high accuracy.

اسلاید 27: Schematic representation of double-slit interference in core and inner-valence photoionization of a polyatomic molecule and its relationship with the bond length. Kushawaha R K et al. PNAS 2013;110:15201-15206©2013 by National Academy of Sciences

اسلاید 28: Diffraction pattern of a double slit. Top: monochromatic light. This pattern corresponds to the animated picture above. White light produces a coloured pattern

اسلاید 29: Three slits. Adding a third slit at the same distance, the intensity maxima are preserved. Between them there are now two dark bands and a faint secondary maximum.

اسلاید 30: توزیع شدت تابعی از زاویه است.

اسلاید 31: شدت نوری را که درفاصله ثابت ro از نقطه میانی دو شکاف به زوایای مختلف می رسد، نمایش می دهد.توزیع شدت به صورت تابعی از زاویه

اسلاید 32: قطبشموج الکترومغناطیس ایستادهلایه های نازکتداخل از دو شکافتداخل از شکاف چند شکافی

اسلاید 33: تداخل از شکاف چند شکافی صفحه کدر با سه شکاف با فواصل یکنواخت.اگر امواجی که از شکاف های همسایه بیرون می آیند ، به طور سازنده تداخل کنند.شرط بیشینه قبلی در این مورد هم صادق است.

اسلاید 34: تداخل از شکاف چند شکافی در مورد سه شکاف تداخل ویرانگر امواجی که از شکاف های همسایه می آیند به حذف امواجی که از یک جفت شکافت می آیند خواهد انجامید.اما موجی که از شکاف باقیمانده می آید حذف نخواهد شد.شرط کمینه

اسلاید 35: تداخل از شکاف چند شکافی شرط لازم برای تداخل ویرانگر بین سه موج با دامنه های برابر این است که فازها ازیک موج به موج دیگر به اندازه 120 درجه باشد.آنگاه جمع دو موج ، موج سوم را حذف می کندشرط کمینه

اسلاید 36: تداخل از شکاف چند شکافیرسمی از شدت به صورت تابعی از θ برای حالت سه شکاف است ( در شکل روبرو فاصله بین دو شکاف بعدی d=12λ ).بین هر دو بیشینه اصلی دو کمینه وجود دارد.بین دو کمینه یک بیشینه ضعیف یک بیشینه ثانوی وجود دارد.

اسلاید 37: تداخل از شکاف چند شکافیموقعیت های بیشینه های اصلی با رابطه روبرو بدست می آید.موقعیت های کمینه با رابطه روبرو بدست می آید.بیشینه و کمینه های نقش تداخل چند شکاف

اسلاید 38: آرایش ها شکاف های چند تایی با تعداد زیاد شکاف توری نامیده می شود.در آزمایشگاه های بیناب سنجی برای تجزیه نوری به رنگهایش استفاده می شوند.توری یک بیناب کامل تولید می کند.توری

اسلاید 39: تداخل از شکاف چند شکافیهر بیشینه اصلی برحسب رنگ پخش می شود.بیناب مرتبه نخست (n=1) بیناب مرتبه دوم n=2 ... نامیده می شود.بیشینه فرعی ضعیف هستند و می توان آنها را ندیده گرفت.هر طیف شامل خط طیفی بنفش ، بنفش آبی ، آبی و قرمز هستندتوری

اسلاید 40: تداخل از شکاف چند شکافی

اسلاید 41: تداخل از شکاف چند شکافیدر صورتی دو بیشینه به خوبی از یکدیگر جدا هستند که توان تفکیک از رابطه روبرو بدست آید.توان تفکیکبرای مشاهده یک اختلاف کوچک طول موج به تعداد زیادی برای N نیازمندیم توان تفکیک توری