Световые волны. Интерференция и дифракция света

1. Л/к №2. Световые волны. Интерференция и дифракция света (18.02.14)

6. Дифракция света. Принцип Гюйгенса –
Френеля.
7. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на
круглом отверстии и диске.
8. Дифракция Фраунгофера на узкой щели
9. Дифракция света на дифракционной решетке.
Дифракционные спектры.
10. Угловая дисперсия и разрешающая
способность дифракционной решетки и других
спектральных приборов.

2. 6. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля.

6. Дифракция света. Принцип Гюйгенса –
Френеля.
Дифракцией называется огибание волнами
препятствий, встречающихся на их пути, (или в
более широком смысле) — любое отклонение
распространения волн вблизи препятствий от
законов геометрической оптики.
• Принцип Гюйгенса-Френеля - световая
волна, возбуждаемая каким-либо
источником S , может быть
представлена как результат
суперпозиции когерентных вторичных
волн, излучаемых вторичными
(фиктивными) источниками —
бесконечно малыми элементами любой
замкнутой поверхности, охватывающей
источник S .
Математическая формулировка принципа ГюйгенсаФренеля
Результирующее колебание:

3. 7. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на круглом отверстии и диске.

из-за увеличения с ростом m
угла между нормалью к
волновой поверхности и
направлением на точку P

4. 8. Дифракция Фраунгофера на узкой щели

• Дифракция Фраунгофера
наблюдается в том случае,
когда источник света и точка
наблюдения бесконечно
удалены от препятствия,
вызывающего дифракцию:
b2/(L λ ) << 1 (если размер
препятствия b ~ λ, то расстояние
до экрана наблюдения L >> b).
При четном числе зон Френеля k = 2m,
где m = ±1, ±2... все зоны можно разбить
на соседние пары, которые гасят друг
друга → условие минимума:
При нечетном k = 2m + 1
условие максимума:

5. 9. Дифракция света на дифракционной решетке. Дифракционные спектры.

Одномерная дифракционная
Распределение
решетка — система параллельных
интенсивности на
щелей равной ширины, лежащих в
экране,
одной плоскости и разделенных
получаемое
равными по ширине непрозрачными
вследствие
промежутками
дифракции,
называется
дифракционным
спектром (рис. б)
условие главного максимума:
условие минимума для щели - условие
основного минимума для решетки:
условие главного минимума для
решетки:
условие добавочных минимумов:

6. 9. Дифракция света на дифракционной решетке. Дифракционные спектры.

Положение главных максимумов (кроме
нулевого) зависит от λ → решетка способна
разлагать излучение в спектр → она
является спектральным прибором:
Распределение интенсивности при
дифракции монохроматического света на
решетках с различным числом щелей. I0 –
интенсивность колебаний при
дифракции света на одной щели