Принцип Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля

Дифракция света

Лекция 2

Навигація в інтернет

При перегляді сайтів або web-сторінок окремі слова у тексті виділені іншим кольором (як правило синім) і при наведенні га них курсора мишки він набуває форми руки. Це має назву гіперпосилання. Кожне гіперпосилання зв’язане з певною URL-адресою. Зафіксувавши курсор мишки на гіперпосиланні інтернет-навігатор направляється за вказаним протоколом на вказану адресу. Скориставшись кнопкою Назад можна повернутись на попередню сторінку.

Пошукові системи

google.com.ua

meta.ua

uaportal.com

yahoo.com

ukr.net

narod.ru

list.ru

yandex.ru

rambler.ru

aport.ru

brama.ua

nigma.ru

шукалка

та інші підготувати самостійно

Огибание световыми волнами препятствий и проникновение света в область геометрической тени называется дифракцией света. Происходит «нарушение» законов привычной для нас геометрической оптики, когда свет попадает в область геометрической тени. Масштаб загибания зависит от соотношения размеров преграды и длины волны λ. Так, крупные волны на воде полностью огибают свою, мелкие же образуют за ней хорошо выраженную «тень».

Между интерференцией и дифракцией нет существенного различия, поскольку оба явления заключаются в перераспределении интенсивности световых потоков при их наложении.

Интерференция – точечные источники

Дифракция – непрерывно расположенные когерентные источники

Пусть свет от точечного источника S распространяется в изотропной (однородной) среде, т.е. распространяется сферическая волна. Согласно принципу Гюйгенса каждый элемент волнового фронта световой волны можно рассматривать как источник вторичных сферических волн, а новое положение фронта волны определяется как огибающая этих элементарных волн. Френель дополнил идею Гюйгенса идеей интерференции вторичных волн.

Трудности метода зон Френеля:

1) не решён вопрос об ослаблении амплитуды вторичных волн в зависимости от направления (не объясняется отсутствие отражённой волны);

2) даёт отличную на π/2 фазу (позднее сделано Кирхгофом).

Учёт амплитуд и фаз вторичных волн позволяет найти амплитуду результирующей волны в любой точке пространства.

плоская волна

фронт

Разобьём волновую поверхность на кольцевые зоны, называемые зонами Френеля, построены так, что расстояние от краёв каждой волны до точки наблюдения Р отличается на λ/2. Колебания, приходящие от аналогичных точек зон в точке Р находится в противофазе, т.е. фазы колебаний, возбуждаемых соседними зонами, отличаются на π и амплитуды результирующего колебания в точке Р может быть записана так: , т.е. амплитуды от нечётных зон входит с (+), а от чётных (–). Если площади зон Френеля одинаковы, то записав и учитывая, что каждая скобка, получим, что , т.е. при отсутствии препятствий амплитуда сферической волны равна ½ амплитуды, создаваемой первой зоной Френеля.

Покажем, что площади зон Френеля действительно примерно равны.

m =1,2,3,…

, пренебрегая по сравнению с λ (при небольших m) . Площадь сферического сегмента равна и тогда , , т.к. полученная площадь зоны не зависит от m, то при небольших m можно считать площади всех зон Френеля примерно одинаковыми. Радиус зон Френеля , .

- сферическая волна

- плоская волна ()

Т.к. колебания от чётных и нечётных зон Френеля находятся в противофазе и ослабляют друг друга, то, если поставить на пути световой волны пластинку, каждая перекроет все или только чётные, или только нечётные зоны Френеля, то интенсивность света в точке Р можно увеличить по уравнению с полностью открытым волновым фронтом. Такие пластинки называются зонными. Они работают как собирающая линза - зонная пластинка (закрыты четные зоны Френеля)

Ещё лучше фазовая пластинка, которая меняет фазы соседних зон на .

- зонная пластинка (закрыты четные зоны Френеля)

Дата добавления: 2014-01-15