КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля
Дифракция света. Дифракция – явление отклонения света от прямолинейного распространения в неоднородной среде, при котором свет, огибая препятствия, заходит в область геометрической тени, – возникает, когда свет падает на препятствия, размеры которых сравнимы с длиной световой волны. По принципу Гюйгенса, каждую точку фронта волны можно рассматривать как самостоятельный источник вторичных сферических волн. По Френелю, волновое возмущение в любой точке пространства – результат интерференции этих вторичных когерентных волн. Различают т.н. дифракцию Френеля или сферических волн и дифракцию Фраунгофера или плоских волн. Метод зон Френеля. Волновую поверхность разбивают на зоны так, чтобы расстояния от краев соседних зон до точки наблюдения P отличались на λ/2 (рис.). В этом случае фазы приходящих от соседних зон колебаний отличаются на π, сами колебания противоположны по фазе, поэтому при наложении волн они взаимно ослабляют друг друга. Тогда амплитуда E результирующих колебаний может быть представлена в виде знакопеременного ряда: Дифракция Френеля на круглом отверстии. Пусть в отверстии помещается m зон. Так как амплитуды сферических волн убывают с увеличением расстояния до т. Р, то приближенно выполняется равенство: Ek=(Ek-1+Ek+1)/2, т.е. амплитуда волны от k -зоны равна среднему арифметическому амплитуд волн от примыкающих к ней зон. Тогда все выражения в круглых скобках обращаются в нуль и для результирующей амплитуды колебаний в т. Р получим: , где: знак «+» соответствует нечетному числу m зон, открываемых отверстием (например, для m = 5 и наблюдается максимум – светлое пятно); знак «–» соответствует четному числу m зон, открываемых отверстием (например, для m = 4 и наблюдается минимум – темное пятно). Если отверстие будет большим (или экрана вообще не будет), то поместятся много зон и в результате . Это означает, что в т. Р попадает свет только от первой зоны, и таким образом объясняется прямолинейное распространение света.
Если на место Р поместить экран, то вокруг точки Р будут минимумы и максимумы освещенности, имеющие форму колец.. В центре, т. е. в точке Р, может быть как свет, так и темнота, в зависимости от числа зон Френеля, уместившихся в отверстии. Эти теоретические рассуждения прекрасно подтвердились на опыте. Но самый поразительный результат был получен при рассмотрении дифракции на круглом непрозрачном экране (рис.). В этом случае несколько центральных зон (например, m) закрываются, а все остальные зоны открыты. Это значит, что в центре тени от малого предмета всегда должно быть светлое пятнышко (рис.) . Оно получило название пятна Пуассона. На опыте это подтвердилось, что стало блестящим доказательством волновой природы света.
Дата добавления: 2013-12-12; Просмотров: 323; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |