Опыты Фраунгофера

Оглавление
Йозеф Фраунгофер ................................................................................................................................ 2
Краткая биография ...................................................................................................................................... 3
Основные открытия ..................................................................................................................................... 3
Опыты Фраунгофера.................................................................................................................................... 4
Тесты ............................................................................................................................................................. 5
Список литературы ...................................................................................................................................... 6
Йозеф Фраунгофер
«Approximativ sidera» (Приблизил звезды)
Это короткая, но величественная фраза
высечена на могильном камне Иосифа
Фраунгофера, создателя замечательных
оптических инструментов для астрономии.
Сферы деятельности:
основные: физика
другие: астрономия
Дата рождения
6 марта 1787 г.
Место рождения
Штраубинг
Дата смерти
7 июня 1826
Место смерти
Мюнхен
1814 г.
1821 г.
1824 г.
Краткая биография
Сын бедного стекольщика, работал в
мастерской отца.
После его смерти (1798) в двенадцать
лет поступил обучаться, затем работать в
зеркальной и стекольной мастерской в
Мюнхене.Свободные от работы часы
Фраунгофер
посвящал
чтению
и
самообразованию.
По выходе из ученья он приобрел
машину для шлифовки оптических стекол,
но принужден был добывать себе, однако,
средства гравировкой визитных карточек.
В эту пору жизни Фраунгофер чуть было
не погиб под развалинами обрушившегося
дома, в котором жил, но, будучи
освобожден из-под развалин здоровым и
невредимым, обратил на себя особое
внимание
баварского
короля
Максимилиана-Иосифа, который помог
Фраунгоферу
получить
дальнейшее
математическое образование.
С 1806 ассистент математического и
оптического института (находился в
Мюнхене, затем в Бенедиктбёйерне), где
изготовлялись линзы и оптическая
аппаратура.
Благодаря трудолюбию и знаниям стал
с 1809 одним из его руководителей, в 1818
— его директором.
Основанная в 1814 году при участии
Фраунгофера фирма «Утцшнейдер и
Фраунгофер», быстро приобрела мировую
известность как выпускающая для
крупных
обсерваторий
оптические
приборы, главным образом рефракторы и
зрительные трубы, высокого качества
С
1823
хранитель
физического
кабинета Мюнхенского университета и
член Баварской АН, с 1824 член Академии
Леопольдина.
Технология изготовления больших
ахроматических объективов, уже сама по
себе
новая
для
того
времени,
Фраунгофером
была
значительно
улучшена как в части серийного
производства оптических стекол —
флинтов и кронов — так и их
последующей обработки. Фраунгофер
изобрёл
окулярный
микрометр
и
своеобразный объективный микрометр —
гелиометр.
Изучая
показатели
преломления различных сортов стекла, в
1814 открыл и описал линии поглощения в
солнечном
спектре
(фраунгоферовы
линии).
В
1821
впервые
применил
дифракционную решётку для изучения
спектров.
Предложил
метод
наблюдения
дифракции света в параллельных лучах.
Основные открытия
 ОПТИКА:
 В 1814 г. наблюдал и впервые объяснил наличие линий поглощения в солнечном
спектре названные в дальнейшем его именем (линий Фраунгофера). Он насчитал
их там 574, дал главным названия и указал их точное местоположение в спектре.
Положение это было строго неизменным, в частности, всегда в одном и том же
месте желтой части спектра появлялась резкая двойная линия, которую
Фраунгофер назвал линией D. Побуждаемый странной природой этих линий к
дальнейшим наблюдениям, он открыл их затем в спектре Венеры и Сириуса.
(Спасский)
 В 1821 г. впервые применил дифракционную решётку для изучения спектров.
Предложил метод наблюдения дифракции света в параллельных лучах.
Применение оптической диффракционной сетки для определения длины световых
волн.
 АСТРОНОМИЯ:
 1824 г. Крупнейшим достижением Фраунгофера было изготовление в 1824 г.
ахроматического телескопа-рефрактора "Большой Фраунгофер", со свободным
отверстием объектива 9 дюймов (22,8 см) (Мельников, 1959).С 1825 по 1839 гг. на
этом инструменте работал В. Я. Струве. За изготовление этого телескопа
Фраунгофер был возведен в дворянство.
Опыты Фраунгофера
Йозеф Фраунгофер рассмотрел дифракцию плоских световых волн. Дифракция
Фраунгофера, имеющая большое практическое значение, наблюдается в том случае, когда
источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего
дифракцию. Чтобы этот тип дифракции осуществить, достаточно точечный источник
света поместить в фокусе собирающей линзы, а дифракционную картину исследовать в
фокальной плоскости второй собирающей линзы, установленной за препятствием.
Рассмотрим дифракцию
Фраунгофера на одной щели.
Пусть плоская
монохроматическая световая волна с
амплитудой Е0 падает нормально
плоскости узкой щели шириной b (рис.
1). Т.к., в основе решения любой задачи
дифракции лежит принцип ГюйгенсаФренеля, то, согласно этому принципу,
мы должны щель разбить на
элементарные полоски dx, которые
будут являться источниками вторичных
волн.
Таких вторичных источников в
выбранном отверстии будет бесконечное
множество. Рассмотрим вторичные
волны, распространяющиеся в
направлении, которое составляет угол φ
с первоначальным направлением распространения.
Согласно принципу Гюйгенса-Френеля, вторичные волны будут когерентными, и
интерферировать между собой. Результат интерференции будет зависеть от разности хода
между вторичными волнами.
Оптическая разность хода между крайними лучами МС и ND будет описываться
формулой (1):
∆= 𝑁𝐹 = 𝑏 sin 𝜑
(1)
F – перпендикуляр, опущенный из точки М на луч ND.
Дифрагирующие волны в зависимости от разности хода будут давать либо
максимум, либо минимум в этой точке экрана. В точку P, которая является центром
дифракционной картины, будут всегда приходить не отклонённые лучи. Так как разность
хода между не отклоненными лучами будет равна нулю, то и в центре дифракционной
картины от одной щели всегда будет наблюдаться максимум интенсивности.
Тесты
1. Двойная линия в жёлтой части солнечного спектра называется **********
2. Зависимость показателя преломления среды от длины падающей волны называется
3. Телескоп «Большой Фраунгофер» был создан в
☐1816 г.
☒1819 г.
☐1824 г.
4. Кто из них — Фраунгофер?
☐
☐
☐
☐
Список литературы
1. Энциклопедический словарь Брокгауза и Эфрона.
2. Большая Советская Энциклопедия.
3. Энциклопедия «Мир вокруг нас».