10. Дифракция Френеля на круглом диске.
Пусть диск закрывает несколько зон, действие которых не будем учитывать. Нумерацию зон начнем от первой открытой зоны, расстояние до краев которой от точки М равны L и L+l/2. Последнюю открытую зону обозначим через m.
Проведя анализ, подобный предыдущему (см. 4.3.1), и полагая, что m достаточно велико, получим для амплитуды результирующей волны, выражение идентичное (5), т.е. А=А1/2. Дифракционная картина на экране Э имеет вид концентрических темных и светлых колец с центром в точке М, где всегда находится максимум (пятно Пуассона).
11. Дифракция Фраунгофера на одной щели.
Дифракция
Фраунгофера
—
случай
дифракции,
при
котором
дифракционная
картина
наблюдается
на
значительном
расстоянии
от
отверстия
или
преграды.
Расстояние
должно
быть
таким,
чтобы
можно
было
пренебречь
в
выражении
для
разности
фаз
членами
порядка
,
что
сильно
упрощает
теоретическое
рассмотрение
явления.
Здесь
—
расстояние
от
отверстия
или
преграды
до
плоскости
наблюдения,
—
длина
волны
излучения,
а
—
радиальная
координата
рассматриваемой
точки
в
плоскости
наблюдения
в
полярной
системе
координат.
Иными
словами,
дифракция
Фраунгофера
наблюдается
тогда,
когда
число
зон
Френеля
,
при
этом
приходящие
в
точку
волны
являются
практически
плоскими.
При
наблюдении
данного
вида
дифракции
изображение
объекта
не
искажается
и
меняет
только
размер
и
положение
в
пространстве.
В
противоположность
этому,
при
дифракции
Френеля
изображение
меняет
также
свою
форму
и
существенно
искажается.
Дифракционные явления Фраунгофера имеют большое практическое значение, лежат в основе принципа действия многих спектральных приборов, в частности, дифракционных решёток. В последнем случае для наблюдения светового поля «в бесконечности» используются линзы или вогнутые дифракционные решетки (соответственно, экран ставится в фокальной плоскости).
В скалярной теории дифракция Фраунгофера определяется следующим интегралом:
12. Дифракционная решётка.
ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЁТКА - оптич. элемент, представляющий собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (канавок, щелей, выступов), нанесённых тем или иным способом на плоскую или вогнутую оптич. поверхность. Д. р. используется в спектральных приборах в качестве диспергирующей системы для пространственного разложения эл--магн. излучения в спектр. Фронт световой волны, падающей на Д. р., разбивается её штрихами на отдельные когерентные пучки, к-рые, претерпев дифракцию на штрихах, интерферируют (см. Интерференция света), образуя результирующее пространственное распределение интенсивности света - спектр излучения.
Существуют отражательные и прозрачные Д. р. На первых штрихи нанесены на зеркальную (металлич.) поверхность, и результирующая интерференционная картина образуется в отражённом от решётки свете. На вторых штрихи нанесены на прозрачную (стеклянную) поверхность, и интерференц. картина образуется в проходящем свете.
Если штрихи нанесены на плоскую поверхность, то такие Д. р. наз. плоскими, если на вогнутую - вогнутыми. В современных спектральных приборах используются как плоские, так и вогнутые Д. р., гл. обр. отражательные.