Дифракция света

дифракция света отклонение от прямолинейного распространения света на резких неоднородностях среды

Дифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в. Объяснение явления дифракции света дано Томасом Юнгом и Огюстом Френелем, которые не только дали описание экспериментов по наблюдению явлений интерференции и дифракции света, но и объяснили свойство прямолинейности распространения света с позиций волновой теории

Принцип Гюйгенса Френеля волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции.

Зоны Френеля Для того чтобы найти амплитуду световой волны от точечного монохроматического источника света А в произвольной точке О изотропной среды, надо источник света окружить сферой радиусом R=ct S a bB R

Зоны Френеля Интерференция волны от вторичных источников, расположенных на этой поверхности, определяет амплитуду в рассматриваемой точке P, т. е. необходимо произвести сложение когерентных колебаний от всех вторичных источников на волновой поверхности

Дифракция от различных препятствий: а) от тонкой проволочки; б) от круглого отверстия; в) от круглого непрозрачного экрана.

Если разность хода от двух соседних зон равна половине длины волны, то колебания от них приходят в точку О в противоположных фазах и наблюдается интерференционный минимум если разность хода равна длине волны, то наблюдается интерференционный максимум

Таким образом, если на препятствии укладывается целое число длин волн, то они гасят друг друга и в данной точке наблюдается минимум (темное пятно). Если нечетное число полуволн, то наблюдается максимум (светлое пятно)

Условия наблюдения дифракции Дифракция происходит на предметах любых размеров, а не только соизмеримых с длиной волны

Условия наблюдения дифракции Трудности наблюдения заключаются в том, что вследствие малости длины световой волны интерференционные максимумы располагаются очень близко друг к другу, а их интенсивность быстро убывает

Границы применимости геометрической оптики Дифракция наблюдается хорошо на расстоянии Если, то дифракция невидна и получается резкая тень (d - диаметр экрана). Если наблюдение ведется на расстоянии, где dразмер предмета, то начинают проявляться волновые свойства света

Дифракционная решетка Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторого профиля, нанесенную на плоскую или вогнутую оптическую поверхность, применяются в спектральном приборостроении, лазерах, метрологических мерах малой длины и т.д

Дифракционная решетка

Величина d = a + b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки, где а ширина щели; b ширина непрозрачной части Угол - угол отклонения световых волн вследствие дифракции. Оптическая разность хода Из условия максимума интерференции получим:

Дифракционная решетка Следовательно: - формула дифракционной решетки. Величина k порядок дифракционного максимума ( равен 0, 1, 2 и т.д.)

Определение с помощью дифракционной решетки