Дифракция электромагнитной волны

1.

ДИФРАКЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
ВОЛНЫ
ВЫПОЛНИЛ: ФИЛОНЕНКО ДАНИИЛ

2.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Дифракция ЭМВ в свободном пространстве
Дифракция Фраунгофера
Дифракция Френеля

3.

ВВЕДЕНИЕ
Свет - это электромагнитное излучение в видимом
спектральном диапазоне, а иногда и в
расширенном. Так как свет имеет природу
электромагнитной волны, то оптическая физика
базируется на уравнениях Максвелла и всех
выражениях, вытекающих из них.

4.

ДИФРАКЦИЯ ЭМВ В СВОБОДНОМ ПРОСТРАНСТВЕ
• Под дифракцией света понимают всякое уклонение от прямолинейного
распространения света, если оно не может быть истолковано как
результат отражения, преломления или изгибания световых лучей в
средах с непрерывно меняющимся показателем преломления. Явления
дифракции для своего истолкования и количественного рассмотрения не
требуют никаких новых принципов. Всякая дифракционная задача, если
ее рассматривать строго, сводится к нахождению решения уравнений
Максвелла, удовлетворяющего соответствующим граничным условиям.

5.

ПРИНЦИП ГЮЙГЕНСА-ФРЕНЕЛЯ
• В основу своей теории Френель положил принцип Гюйгенса , который
гласит, что каждая точка первичного волнового фронта является
источником вторичных волновых фронтов, которые интерферируют
между собой. Иными словами, вторичный фронт складывается из
большого числа так называемых волночек.
• Фазы вторичных волновых фронтов не являются такими же, как у
первичного волнового фронта. Учет изменения фазы связан с
применением перед выражением для дифрагированного поля
множителя . Этот множитель означает, что при любых условиях
дифракции прошедшая волна отстает по фазе от исходной волны
на П/2.

6.

ЗОНЫ ФРЕНЕЛЯ

7.

ДИФРАКЦИЯ ФРАУНГОФЕРА
• Явление дифракции принято классифицировать в зависимости от
расстояний источника и точки наблюдения(экрана) от препятствия,
поставленного на пути распространения света. Если эти расстояния
очень велики (бесконечно велики), то дифракция называется
дифракцией в параллельных лучах или дифракцией Фраунгофера.
Практически для осуществления дифракции Фраунгофера точечный
источник света помещают в фокусе собирательной линзы.
Получающийся параллельный пучок света дифрагирует на каком-то
препятствии. Дифракционная картина наблюдается в фокальной
плоскости линзы, поставленной на пути дифрагированного света, или в
зрительную трубку, установленную на бесконечность. Позже мы увидим
что между фраунгоферовой и френелевой дифракциями нет
принципиального различия и резкой границы. Одна непрерывно
переходит в другую.

8.

ДИФРАКЦИЯ ФРЕНЕЛЯ
• Если расстояния источника и точки наблюдения(экрана) от препятствия,
очень малы, то дифракция называется дифракцией в непараллельных
лучах или дифракцией Френеля.

9.

ПОЯСНЕНИЕ
• Рассмотрим круглое отверстие и точечный источник на его оси. Пусть
сначала точка наблюдения так же находится на оси . Если в отверстии
укладывается небольшая часть первой зоны Френеля, то дифракция будет
фраунгоферовой. В этом случае все колебания в плоскости отверстия
совершаются и приходят в точку наблюдения практически в одинаковых
фазах. При смещении точки наблюдения вбок появляются разности фаз
между вторичными волнами, приходящими в точку наблюдения от
различных точек отверстия. Этим и обусловлено появление
дифракционных колец. Если же в отверстии или экране укладывается
заметная часть первой зоны или несколько зон Френеля, то дифракция
считается френелевой.

10.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!

11.

• Источники:
• Общий курс физики . т .IV Д.В.Сивухин
• https://zaochnik.com/spravochnik/fizika/volnovajaoptika/difraktsija-sveta/