Дифракция света

1.

Дифракция света

2.

Дифракция света
Дифракция
света
Дифракцией света называется отклонение распространения
светового луча от прямолинейного направления
на резких
неоднородностях среды
лат. diffractus – разломанный, переломанный
Проявления
дифракции:
волны заходят в область
геометрической тени
огибание световыми волнами
препятствий
Дифракция представляет собой совокупность
явлений, наблюдаемых при распространении волн
в резко неоднородной среде (вблизи границ тела,
при прохождении волн сквозь отверстия), когда
размеры неоднородностей по величине сравнимы
с длиной волны.
При условии
размеры препятствий сравнимы
с длиной волны
дифракция выражена
наиболее сильно

3.

Дифракция света
1. Волны, встретив на своем пути
препятствие, огибают его, проникая в
область геометрической тени.
2. При дифракции, так же как и при
интерференции, наблюдается
перераспределение интенсивности
света в пространстве, в результате чего
на экране наблюдается дифракционная
картина, представляющая собой
чередование максимумов и минимумов
освещенности.
Наша задача-исследовать распределение
интенсивности света на экране, которое
несет информацию, как о свойствах самой
световой волны, так и о свойствах преград.

4.

5.

Объяснение явления дифракции
Дифракционные явления были хорошо
известны
еще во времена Ньютона,
Томас Юнг
но объяснить их на основе
корпускулярной теории света
оказалось невозможным
первое качественное
объяснение явления
дифракции
на основе волновых
представлений
Исаак Ньютон
(1642-1727 Англия)
Огюсте́н Жан
Френе́ль
количественная теория
дифракционных явлений
независимо от
Т.Юнга, 1818 г.
В основе теории принцип Гюйгенса, дополненный идеей об
Френеля
интерференции вторичных волн
Томас Юнг
(1773-1829 Англия)
принцип
ГюйгенсаФренеля
Каждая точка волнового фронта является
источником вторичных волн
Все вторичные источники на поверхности фронта
волны, когерентны между собой
Амплитуда и фаза волны в любой точке пространства – результат
интерференции волн, излучаемых вторичными источниками
Огюсте́н Жан Френе́ль
(1788-1827 Франция)

6.

Волновой принцип Гюйгенса

7.

Виды дифракции
Дифракция Френеля – дифракция
в расходящихся лучах (сферические волны), картина
наблюдается на конечном расстоянии от препятствия
Дифракция Фраунгофера – дифракция
в параллельных лучах (плоские волны), источник и
точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия
Вводят безразмерный параметр р:
D2
p
L
где D – некоторый характерный параметр: радиус или
диаметр (это не существенно) круглого отверстия, или
например, ширина щели.
Значение этого параметра р и определяет характер
дифракции:
P<<1 – дифракция Фраунгофера (дифракция в
параллельных лучах),
P ~ 1 - дифракция Френеля,
P>>1 - приближение геометрической оптики.

8.

Дифракция Френеля на круглом отверстии
Будем называть открытыми такие зоны Френеля, которые
располагаются внутри отверстия. Соответственно, зоны
Френеля, попадающие на поверхность непрозрачного экрана,
называются закрытыми.
а-расстояние от
источника S до
непрозрачного экрана с
отверстием
(а= 1м ),
r0-радиус отверстия
(1-2мм),
b - расстояние от
отверстия до экрана
( b= 1м)

9.

Зоны Френеля
1. Дифракция от круглого отверстия.
Сферическая волна
Для облегчения расчета Френель разбил открытую часть волновой поверхности
на кольцевые зоны: расстояние от границ соседних зон до точки P должны