разъяснение дифракции света

Дифракцией света величается явление отличия света от прямолинейного направления распространения при прохождении поблизости препятствий. Как указывает опыт, свет при определенных критериях может входить в область геометрической тени. Если на пути параллельного светового пучка размещено круглое препятствие (круглый диск, шарик либо круглое отверстие в непрозрачном экране) , то на экране, расположенном на довольно великом расстоянии от препятствия, возникает дифракционная картина система чередующихся светлых и темных колец. Если препятствие имеет линейный нрав (щель, нить, край экрана) , то на экране появляется система параллельных дифракционных полос.

Дифракционные явления были хорошо знамениты еще во времена Ньютона, но разъяснить их на базе корпускулярной теории света оказалось невероятным. 1-ое высококачественное изъяснение явления дифракции на основе волновых представлений было дано английским ученым Т. Юнгом. Независимо от него французский ученый О. Френель развил количественную теорию дифракционных явлений (1818 г.) . В базу теории Френель положил принцип Гюйгенса, дополнив его мыслью об интерференции вторичных волн. Принцип Гюйгенса в его начальном виде позволял обретать только положения волновых фронтов в следующие моменты времени, то есть определять направление распространения волны. По существу, это был принцип геометрической оптики. Гипотезу Гюйгенса об огибающей вторичных волн Френель поменял на физическом уровне ясным положением, сообразно которому вторичные волны, прибывая в точку наблюдения, интерферируют друг с приятелем. Принцип ГюйгенсаФренеля также представлял собой определенную гипотезу, но последующий опыт подтвердил ее справедливость. В ряде практически главных случаев решение дифракционных задач на базе этого принципа дает довольно хороший итог.

Принцип ГюйгенсаФренеля. S1 и S2 элементы волнового фронта, и нормали.
Пусть поверхность S представляет собой положение волнового фронта в некий момент. Для того чтоб найти колебания в некой точке P, вызванное волной, по Френелю нужно поначалу определить колебания, вызываемые в этой точке отдельными вторичными волнами, приходящими в нее от всех частей поверхности S (S1, S2 и т. д.) , и затем сложить эти колебания с учетом их амплитуд и фаз. При этом следует учесть только те элементы волновой поверхности S, которые не загораживаются каким-или препятствием.

Осмотрим в качестве примера ординарную дифракционную задачу о прохождении плоской монохроматической волны от удаленного источника через маленькое круглое отверстие радиуса R в непрозрачном экране

Дифракция плоской волны на экране с круглым отверстием.
Точка наблюдения P находится на оси симметрии на расстоянии L от экрана. В согласовании с принципом ГюйгенсаФренеля следует на уровне мыслей заселить волновую поверхность, совпадающую с плоскостью отверстия, вторичными источниками, волны от которых добиваются точки P. В итоге интерференции вторичных волн в точке P появляется некое результирующее колебание, квадрат амплитуды которого (интенсивность) необходимо найти при данных значениях длины волны , амплитуды A0 падающей волны и геометрии задачки. Для облегчения расчета Френель предложил разбить волновую поверхность падающей волны в месте расположения препятствия на кольцевые зоны (зоны Френеля) по последующему правилу: расстояние от границ примыкающих зон до точки P обязаны отличается на полдлины волны, то есть

Если глядеть на волновую поверхность из точки P, то границы зон Френеля будут представлять собой концентрические окружности

Так в оптике lt;lt; L, вторым членом под корнем можно пренебречь. Количество зон Френеля, укладывающихся на отверстии

О проекте

разъяснение дифракции света

Добро пожаловать!