Студопедия

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)

Лекция 10. Дифракция света

Явления дифракции света – это отклонения от закона прямолинейного распространения света. Дифракция - это проявления волновой природы света.

Лекционный эксперимент:

- Дифракция излучения гелий-неонового лазера на щели, на отверстии, на круглом экране, на кромке, на препятствии в виде полоски и прямоугольника.

Принцип Гюйгенса (1690) - Френеля (1818):

Гюйгенс: Световое возмущение есть волны, распространяющиеся в эфире. Колебательное движение передается не только частицам на «пути» светового луча, но и всем частицам, примыкающим к рассматриваемой произвольной точке А волнового фронта. Т.е. точка А служит источником вторичных волн, распространяющихся во все стороны.

Рис. 10.1. Вторичные волны Гюйгенса.

 

Френель: вторичные волны когерентны, поэтому они интерферируют друг с другом. В результате волны, распространяющиеся в направлениях, не совпадающих с волновым фронтом, гасят друг друга.

Вычисляя результат многолучевой интерференции от всех точек источника можно определить интенсивность света в любой точке. Такие вычисления даже в стационарном случае сводятся к расчету интегралов по всем координатам и частотам и оказываются очень сложными.

Френель предложил простой способ расчета дифракции на круглом экране или отверстии путем разбиения волнового фронта на зоны.

 

Рис.10.2. Разбиение сферического волнового фронта на зоны Френеля.

 

Площади всех зон Френеля одинаковы

Рис.10.3. К расчету площадей зон Френеля от точечного источника света S.

 

r02 = a2 – (a-x)2 = (b + l/2)2 – (b + x)2.

 

Отсюда

 

x = bl/[2(a + b)].

 

Площадь сферического сегмента первой зоны Френеля равна

 

S1 = 2pax = pabl/(a + b).

 

Площадь сегмента, включающего 1 и 2 зоны Френеля равна

 

S12 = 2 pabl/(a + b).

 

Таким образом,

S1 = S2 = …

 

Т.о. построение Френеля разбивает поверхность сферической волны на зоны с одинаковой площадью S1.

Действие зон на точку Р постепенно ослабляется по мере увеличения номера зоны ввиду увеличения наклона зоны к лучу. S1 > S2 > S3 > …

Действие соседних зон ослабляет друг друга, т.к. посылаемые ими когерентные лучи находятся в противофазах т.о.

 

S (P) = (S1 – S2) + (S3 – S4) + … = S1 – (S2 – S3) – (S4- S5) - …

 

Таким образом, освещенность в точке Р, создаваемая первой зоной, превышает освещенность, создаваемую действием всех зон.

 

Рис. 10.4. Дифракция Френеля от точечного источника монохроматического света а – на отверстии, открывающем нечетное число зон, б – четное число зон. В этом случае в центре дифракционной картины в точке Р возникает темное пятно – пятно Пуассона, который полагал, что оно должно отсутствовать.

 

Радиус зоны Френеля с номером m можно рассчитать, рассматривая треугольники предыдущего рисунка

.

 

Например, при a = b = 1 м, l = 600 нм R1 ~ 0,5 мм. Это означает, что свет можно считать распространяющимся вдоль узкого светового луча.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Измерения скорости света в земных условиях | Зонная пластинка Френеля
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 972; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.