Дифракция

1. Дифракция

https://resh.edu.ru/subject/lesson/3
866/main/151460/
Дифракция

2.

Виды волн
звуковые
механические
электромагнитные
1.Способны отражаться от
препятствий.
2.Способны интерферировать.

3.

Дифракция – отклонение от прямолинейного
распространения при огибании волнами препятствий.
От латинского слова difractus — разломанный.

4.

Дифракция
Дифракция
Дифракция
Общее
свойство волн
любой
природы.
Существует
всегда, когда
волна
распространя
ется в
неоднородной
среде.
Становится
заметной,
если
размеры
препятствия
меньше
длины
волны.

5. I. Дифракция механических волн

Принцип Гюйгенса:
Причина дифракции: вторичные волны, создаваемые точками
среды, находящимися на краях отверстий или препятствий
(принцип Гюйгенса), проникают за препятствие. Волновая
поверхность искривляется и волна огибает препятствие.
каждая точка среды, до
которой дошло возмущение,
сама становится источник
вторичных волн.

6. I. Дифракция механических волн

Дифракция наблюдается
слабо (исключение: края
преград)
d λ
λ – длина волны
d
Дифракция наблюдается
d λ
– диаметр отверстия (ширина препятствия)

7. II. Дифракция света

В 1665 вышла в свет книга Франческо Гримальди, через два года
после смерти автора.
«Свет – распространяется или
рассеивается не только
прямолинейно, отражением и
преломлением, но также и четвёртым
способом – дифракцией».

8. II. Дифракция света

Дифракция света – явление отклонения световых лучей от прямолинейного
распространения и их проникновение в область тени за непрозрачным
телом.
Опыт Юнга
Из-за дифракции
от отверстий
выходят два
частично
перекрывающихся
конуса
Когерентные
волны
интерфери руют
Для дифракции характерно не столько загибание за края
преград, сколько возникновение за преградой
интерференционной картины

9. Принцип Гюйгенса-Френеля

Френель
Те точки поверхности, до
которых дошли световые
волны, сами становятся
источниками вторичных
волн, которые
интерферируют друг с
другом в результате
дифракции.
Френель построил количественную теорию дифракции,
позволяющую рассчитывать дифракционную картину,
возникающую при огибании светом любых препятствий

10. Дифракционные картины от различных препятствий

Дифракция на
дисках различного
диаметра.
В центре пятно
Пуассона
Дифракция на
прямолинейном
крае
Дифракция на круглом
отверстии по мере
приближения к экрану с
отверстием

11. Дифракционные картины от различных препятствий

12. Дифракционная решетка

Дифракционная решетка – совокупность большого
числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными
промежутками.
Дифракционные решётки
отражательные
прозрачные
Штрихи нанесены на
зеркальную поверхность
Штрихи нанесены на
стеклянную поверхность
Наблюдение ведётся в
отражённом свете
Наблюдение ведётся в
проходящем свете

13.

Начиная с середины XIX века дифракционная решетка
стала важнейшим инструментом спектроскопии — с ее
помощью ученые исследуют спектры излучения
светящихся объектов и спектры поглощения различных
веществ и по ним определяют их химический состав.
Одним из важнейших открытий Фраунгофера стало
обнаружение темных линий в спектре Солнца. Сегодня мы
знаем, что они возникают в результате поглощения
световых волн определенной длины относительно
холодным веществом солнечной короны, и благодаря
этому можем судить о химическом составе нашего
светила.

14. Дифракционная решетка

Условие max:
d sin k
- длина волны
- угол отклонения
d a b
d - период
световых лучей
вследствие
дифракции
k - порядок спектра
(постоянная)
решетки
а- ширина штриха, b – ширина щели (отверстия)

15. Дифракционные спектры

Дифракционная решетка –
спектральный прибор,
служащий для разложения
света и измерения длины
световой волны.

16. Примеры дифракции света

Компакт-диск
Звезды
Венцы

17. Границы применимости геометрической оптики

Дифракция устанавливает предел разрешающей
способности любого оптического прибора
l
d
2
Дифракция не
видна, резкая тень
l
d2
Проявляются
волновые свойства,
изображение
смазывается
l – расстояние до предмета, d – размер предмета