Курсовая: Распределение интенсивности света при дифракции на круглом отверстии - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Распределение интенсивности света при дифракции на круглом отверстии

Банк рефератов / Физика

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 86 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

16 Министерство общего и профессионального образования Россий ской Федерации Томский государственный университет систем управления и радиоэлектро ники (ТУСУР) Кафедра физики РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА ПРИ ДИФРАКЦИИ НА КРУГЛОМ ОТВЕРСТИИ Пояснительная записка к курсовому проекту по физике ФЭТ КП.2.345. 001 ПЗ Студент гр. ______ Руководитель проекта СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 Теория явления 5 Постановка задачи 6 Математическая модель 7 Решение, анализ результатов 9 Выводы 13 Заключение 14 Список литературы 15 Приложение 1. 16 1. ВВЕДЕНИЕ Еще в XV веке Леонардо да Винчи упоминал в своей работе о дифракционных явл ениях, но только в XVII веке Гримальди подробно описал эти явления в своей кн иге. В то время самой правильной теорией описывающей распространение св ета считали корпускулярную теорию. Однако она не могла объяснить дифрак цию. Точка зрения Гюйгенса, который впервые обосновал волновую теорию, с овпадает с открытием Гримальди, хотя он, очевидно, не был знаком с его рабо тами, выводя свою теорию. До 1818 года возможности волновой теории не позвол яли объяснять явление дифракции. Однако в 1818 году Френель, исследование к оторого основывалось на волновой теории и состояло в синтезе идеи Гюйге нса о построении волнового фронта как огибающей сферических волн и прин ципа интерференции Юнга, объяснил не только “прямолинейность” распрос транения света, но и небольшие отклонения от “прямолинейности”, т.е. явле ния дифракции. Его труды были изданы в виде мемуаров, а в 1882 году исследован иям Френеля были даны строгие математические обоснования Кирхгофом. Та ким образом, явление дифракции стало широко изучаться многими учеными. Целью данного курсового проекта является изучение функции распределен ия интенсивности света при дифракции от круглого отверстия. 2. ТЕОРИЯ ЯВЛЕНИЯ Дифракция – это совокупность явлений, наблюдаемых при распространени и света в среде с резкими неоднородностями. Общая схема явления дифракции представлена на рис.2.1. Схема дифракции света на круглом отверстии 1 4 3 x ц a 2 5 l 1 – пучок падающего света, 2 – непрозрачная преграда, 3 – круглое отверст ие, 4 – луч, дифрагированный под углом ц, 5 – экран. Рис.2.1. 3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Цель данного курсового проекта нахождение и исследование функции расп ределения интенсивности света при дифракции от круглого отверстия. Её з ависимость от длины волны источника света, от радиуса круглого отверсти я, от координаты исследуемой точки на экране. Данная задача решается при помощи использования функций Бесселя. 4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ Целесообразно, для круглого отверстия, использовать полярные координа ты вместо прямоугольных. Пусть – полярные коо рдинаты произвольной точки отверстия: (4.1) (щ, ш) – координаты точки P в дифракционной картине, относящейся к геометр ическому изображению источника, т.е. (4.2) Из определения полярных координат следует: щ = Запишем интеграл, описывающий дифракцию Фраунгофера (полное возмущени е в точке P), в виде (4.3) здесь C – величина, определяющаяся через величины связанные с положения ми источника и точки наблюдения, однако, на практике она удобнее выражае тся через другие величины. (4.4) л – длина световой волны; E – полная энергия, падающая на отверстие; D – площадь отверстия ; a – радиус отверстия; k – волновое число . Т.к. интенсивность выражается формулой: (4.5) интенсивность в центре картины (p = 0,q = 0) равна (4.6) 5. РЕШЕНИЕ, АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ Решение поставленной задачи произведем по методу, изложенному в [1]. Если a принять за радиус круглого отверстия, то дифракционный интеграл (4.3) примет вид (5.1) Теперь используя интегральное представление функций Бесселя (5.2) (5.2) сведем уравнение (5.1) к (5.3) используя рекуррентное свойство бесселевых функций (5.4) (5.4) дающее после интегрирования для n = 0 (5.5) из (5.3) и (5.5) следует, что (5.6) ,где D = ·a2. Сле довательно, интенсивность определяется выражением (5.7) ,где I0 = C2D2 = ED/л2 – в соответствии с (4.6) Распределение интенсивности в окрестности геометрического изображен ия описывается функцией , график которой приведен в приложении 1. Она имеет главный максимум y = 1 при x = 0 и с увеличением x осциллирует с постеп енным уменьшением амплитуды подобно функции распределения и нтенсивности при дифракции на прямоугольном отверстии. Интенсивность равна нулю (минимум) при значениях x, определяемых J1(x) = 0. Поло жения вторичных максимумов определяются значениями x, удовлетворяющим и уравнению , или, исп ользуя формулу (5.4) – корнями уравнения J2(x) = 0. Минимумы и максимумы не строго эквидистантны, при увеличении x, расстоян ия между последовательными максимумами или минимумами приближаются к (см. рис.2. при ложения 1) Корни уравнения J1(x) = J2(x) = 0 для нахождения минимумов и максимумов функции пр иведены в табл.5.1. J1(x) = 0 y(x) = 0 J2(x) = 0 y(x) 3.83171 0 1 7.01559 5.13564 0.0175 10.17347 8.41722 4.158E-3 13.32369 11.61993 1.60064E-3 16.47063 14.79609 7.79445E-4 19.61586 17.95982 4.37026E-4 22.76008 21.11698 2.69287E-4 Таблица 5.1 - Корни уравнения J1(x) = J2(x) = 0 На рис.3. приложения представлено семейство характеристик, описывающих к онкретный случай, при a – const (a = 0.1·10-3 м) и различных длинах волн л (400 нм, 500 нм, 600 нм). И з графика видно, что угловой радиус щ прямо пропорционален длине волны п адающего света. На рис.4. приложения представлено семейство характеристик, описывающих к онкретный случай, при л – const (л = 600·10-9 м) и различных радиусах отверстий a (1·10-4 м, 2 ·10-4 м, 3·10-4 м). Из графика видно, что угловой радиус щ обратно пропорционален р адиусу отверстия. При увеличении радиуса отверстия характеристика при нимает более резкий характер. 6. ВЫВОДЫ В данном курсовом проекте была изучена функция распределения интенси вности света при дифракции о т круглого отверстия и что она в действительности зависит от длины волны падающего пучка света, а также от радиуса отверстия. Можно также заметит ь, что интенсивность светового пучка резко падает по отношению к первому максимуму I0 и соотносится между собой как 1000 : 17.5 : 4.2 : 1.6 : 0.8. Найденные результаты показывают, что наблюдаемая картина имеет вид с ветлого диска с центром в геометрическом изображении источника (p = 0, q = 0), о круженного светлыми и темными кольцами. Интенсивность светлых колец бы стро уменьшается с увеличением радиуса и обычно только одно или два перв ых кольца достаточно ярки, чтобы их можно было наблюдать невооруженным г лазом. 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Поставленная задача была решена, используя классические методы расче та, основанные на хорошо зарекомендовавших себя функциях Бесселя. Случай дифракции параллельных световых волн на круглом отверстии име ет большое практическое значение, поскольку все оправы линз и объективо в имеют обычно круглую форму, так что при расчете любого оптического инс трумента приходится принимать в расчет дифракцию света на оправах линз. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. – М.: Наука, 1970. – 856 с. 2. Ландсберг Г.С. Оптика. – М.: Наука, 1976. – 928 с. 3. Орловская Л.В. Изучение дифракции лазерного излучения от круглого отве рстия. – Томск, 1985. – 10 с. (Ротапринт ТИАСУРа). ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Уменьшенный график функции Рис.1. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии. Рис.2 Увеличенный график функции , начинающийся с первого минимума. Рис.3. Семейство характеристик при различных длинах волн. Рис.4 Семейство характеристик при различных радиусах отверстий.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Мужчина, не подскажите, где тут банк спермы?
- А банкомат не устроит? Я к вашим услугам!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по физике "Распределение интенсивности света при дифракции на круглом отверстии", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru