3. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракционная решетка. Принцип голографии. Голографическая запись информации.

Дифракция света – это явление отклонения света от закона прямолинейного и равномерного распространения, не связанное с отражением или преломлением.

П ринцип Гюйгенса-Френеля: вторичные волны интерферируют между собой и в каждой последующей точке наблюдается результат интерференции. Вторичные волны распространяются только по тем направлениям, по которым результат интерференции максимален.

Имеет место зональность света:

Эти зоны разделены на .

Интенсивность первой зоны, складываясь с интенсивностью второй, получает минимум, так как интенсивности четных и нечетных зон имеют разные знаки.

Разница между первым и вторым рисунком заключается в числе попавших в щель зон. В конченом итоге получаются концентрические окружности. Если число зон нечетное, то в центре светлое пятно, четное – темное.

Р ассмотрим дифракционную решетку: ……

Здесь d – постоянная дифракционной решетки. Дифракционная решетка может содержать до 1000 отверстий на 1 мм. При этом все отверстия являются равнозначными.

Дифракция в параллельных лучах выглядит следующим образом:

Ф ронт плоский, а, следовательно, тяжело применять метод зон. Чтобы доказать само явление дифракции надо показать, что . Разобьем фронт на источники. Лучи 1, 2, 3 и 1', 2', 3' дают один и тот же результат на экране.

Если , то получим максимум ( ).

. Следовательно, получим формулу дифракционной решетки: .

В озьмем , то есть получим главный максимум.

Возьмем , то есть свет отклонился.

Возьмем .

Если нам нужны минимумы, то воспользуемся соотношением .

Чередование светлых и темных полос – это дифракционная картина. Чем больше (то есть краснее свет), тем дальше располагается максимум.

Максимумы многоцветны.

Если d достаточно большое, то есть , то для любого p близок к нулю, следовательно, получаем только главный максимум.

Практическое применение:

1. Если известна постоянная решетки d, и мы можем определить , то тогда можно определить длину волны .

2. Если известно (лазерное излучение) и , то мы можем определить d.

Дифракция рентгеновских лучей

Д ля рентгеновских лучей характерны очень высокая частота и очень короткая длина волны ( ). Следовательно, используются естественные кристаллы.

Сначала использовались кристаллы поваренной соли.

Отраженные лучи очень слабые, надо направить так проникающие лучи, чтобы они были когерентны, тогда картинка будет.

Получим функцию Вульфа-Брега .

В то же время был предложен рентгеноструктурный анализ.

Методы:

1. Кристалл слегка покачивают, - есть функция времени,

2. И сследуемый кристалл дробят на несколько кристаллов, кладут в цилиндр и облучают. Получается дифракционная решетка –

Принцип голографии

Голография (в переводе с греческого – полная запись) - набор технологий для точной записи, воспроизведения и переформирования волновых полей.

Обычные фотографии записывают интенсивность попадания света на фотопленку. Голографическая запись позволяет получать объемное изображение.

П ринцип голографии заключается в превращении фазовых соотношений световых лучей в амплитудные на основе интерференции.

После проявления негатива получается чередование светлых и серых участков.

Голограмма проявка облучение картинка.

Любая часть голограммы не менее квадрата со стороной воспроизводит весь объект.