Дифракция световых волн.

Ньютон: свет - поток корпускул.

Гюйгенс, Френель: свет – волна.

 

преграда: круглое отверстие, диск и др.

 

 

Объяснить это явление можно с помощью принципа Гюйгенса-Френеля:

каждая точка пространства, до которой дошел фронт волны в данный момент времени, становится источником вторичных волн, огибающая которых дает фронт волны в новый момент времени; вторичные волны – когерентные и при наложении их друг на друга образуют интерференционную картину.

Явление огибания волнами встречающихся препятствий, соизмеряемых с длиной волны, называется дифракцией волн (для световых волн – дифракцией света, при этом происходит отклонение от законов геометрической оптики).

 

– дифракция Френеля (в ближайшей волновой зоне)

 

– дифракция Фраунгóфера (в дальней волновой зоне)

5. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске

 

Для описания дифракции в ближней зоне (дифракция Френеля) Френель предложил метод зон (метод зон Френеля).

Суть метода заключается в следующем.

Фронт волны разбивается на небольшие участки (зоны Френеля), расстояние от краев которых до точки наблюдения отличается на .


 
 

 

 


bm = b + m , m = 0, 1, 2, … (2-1)

 

Зоны Френеля выполняют роль источников вторичных волн.

 

Ввиду малости зон Френеля будем считать амплитуду всех волн, идущих от одной зоны, приблизительно одинаковой и обозначим их как .

 

Так как в точку наблюдения M света от каждой следующей зоны будет приходиться все меньше и меньше, тогда ряд амплитуд будет представлять собой убывающую прогрессию

 

 

Колебания от двух соседних зон будут приходить в точку наблюдения M в противофазе и тогда при наложении друг на друга результирующая амплитуда может быть вычислена:

 

 

Если преград нет – полностью открытый фронт волны, тогда: , следовательно .

Размер зон Френеля?

 
 

 


 

Пренебрегая величинами второго порядка малости , получим

(2-2)

 

Для оценки тогда

 

 

- прямолинейность распространения света!

 

Если на пути светового луча встречается преграда в виде круглого отверстия, в которое попадает m зон Френеля, тогда из (2-2) имеем:

(2-3)

 

Круглое отверстие

 

 


m – четное m – нечетное

 

 
 


Min max

 

 
 

 

 


– открытый фронт:

 

– круглое отверстие: ­ в 2 раза

 

­ в 4 раза

 

Зонная пластинка

 

 

 


Круглый диск

 

 

пятно Пуассона !

Из формулы (2-3) следует, что, например, для плоского фронта волны, когда а имеем

Тогда, если , то наблюдается дифракция Френеля;

Если , это соответствует геометрической оптике;

Если , это соответствует дифракции Фраунгофера.


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Контакт двух металлов | Поляризация световых волн




Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 1674;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.012 сек.