Дифракция света. Виды дифракции

Дифракция света – это совокупность явлений наблюдаемых при распространении света в средах с резкими неоднород-ми.

При взаимодействии света с такими средами происходит нарушение законов геометрической оптики.

В частном случае под дифракцией понимают огибание волной препятствия (при этом наруш. Закон. Лан. оптики) сопровождается прониканием света в область геометрического тела.

При дифр. После взаим. Света св-вам происходит перераспределение светового потока с обрыванием МАХ и MIN интен. Света (так же как интерф)

Различают 2-а вида дифракции.

Дифракция Фраунгофера

Дифракция в парал. Лучах (дифракция Плоских волн). В этом случае на премет-е падает параллельный пучок лучей, а дифракциякартина наблюдается в фокал. Плоскасти собирающей линзы установленной за перемитром или с помощью зрительной трубы.

Дифракция Френеля

Дифракция в сходящихся лучах в этом случае на препятствие падает сферическая и плоская волна, а дифракционная картина наблюдается на экране, находится за препятствием на конечном расстоянии.

 

Принцип Гюйгенса

Принцип Гюйгенса позволяет производить построение волнового фронта любой точки пространства.

Каждая точка волнового фронта служит центром вторичного светового огибающего эффекта (t+∆ t) в момент времени. Этот принцип позволяет провести построение в момент времени t+∆ t по известному фронту волны.

Принцип Гюйгенса-Френеля

Согласно принципу световая волна, возбуждаемая каким-либо источником S, может быть представлена как результат суперпозиции(сложения) когерентных вторичных волн, изучаемых вторичными(фиктивными) источниками – бесконечно малыми элементами любой любой замкнутой поверхности, охватывающей источник S.

 

Суть метода зон Френеля

В соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля произвольная поверхность точки волны в точку наблюдения ρ идущую от источника S разбивают на участки(кольца) так, чтобы расстояние от краев зон до краев точки n было: bn=b+m , m =1, 2, 3.

Эти зоны являются вторичными волнами.

Оптическая разность хода от любых 2-х соседних зон равна и эти соседние зоны будут возбуждать соседние зоны по фазе отличающиеся в точке ρ.

Результатирующая амплитуда создающаяся результатирующей волной в точке ρ всеми зонами равна амплитуде: Ар = , А1= 2Ар, rm =

 

Зонные пластинки

Если на пути волны поставить пластинку, все четные или не четные зоны Френеля, то интенсивность света в точки наблюдения будет резко возрастать. Это связано с тем, что колебания от четных или не четных приходит в точку ρ в фазе 2П и следовательно резко усилив друг друга действует как собирающая линза и называется фазовая-зонная пластинка.

 

Вид дифракционной картины при дифракции Френеля на круглом отверстии

Сферическая волна, распространяющаяся из точечного источника S, встречает на своем пути экран с круглым отверстием. Дифракционную картину наблюдаем на экране Э в точке В, лежащей на линии, соединяющей S с центром отверстия. Экран параллелен плоскости отверстия и находится от него на расстоянии b. Разобьем открытую часть волновой поверхности Ф на зоны Френеля. Вид дифракционной картины зависит от числа зон Френеля, открываемых отверстием. Амплитуда результирующего колебания, возбуждаемого в точке В всеми зонами.

где знак плюс соответствует нечетным m и минус — четным т.

 

Схема для наблюдения дифракции Фраунгофера на щели. Вид дифракционной картины.

Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса, согласно которому каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн задает положение волнового фронта в следующий момент времени.

Пусть плоская волна нормально падает на отверстие в непрозрачном экране. Согласно Гюйгенсу, каждая точка выделяемого отверстием участка волнового фронта служит источником вторичных волн (в однородной изотропной среде они сферические). Построив огибающую вторичных волн для некоторого момента времени фронт волны заходит в область геометрической тени, т. е. волна огибает края отверстия.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: