
- •Дифракция света
- •Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера
- •Зоны Френеля. Метод зон Френеля.
- •Векторные диаграммы зон Френеля
- •Дифракция Френеля на круглом отверстии
- •Дифракция Френеля на диске
- •Дифракция Френеля на полуплоскости
- •Дифракция Френеля на щели
- •Дифракция Фраунгофера
- •Дифракция Фраунгофера на щели
- •Дифракция Фраунгофера на дифракционной решётке
- •Дифракционная решётка как спектральный прибор
- •Экспериментальная часть
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Заволжский филиал
Кафедра общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин
Дифракция света
Конспект лекций.
Лабораторная работа №3-3 по общей физике для студентов всех форм обучения ЗФ НГТУ
Заволжье – 2007
Составители: Р.В.Бударагин
УДК 537.85
Дифракция света. Конспект лекций. Лабораторная работа №3-3 по общей физике для студентов всех форм обучения ЗФ НГТУ / НГТУ; Сост.: Р.В.Бударагин. Заволжье, 2007. 26 с.
Дано изложение теоретического материала по разделу “Дифракция световых волн” в соответствии с рабочей программой по физике для студентов Заволжского филиала НГТУ. Представлено описание лабораторной установки по изучению дифракции, методика измерений и порядок выполнения работы.
Цель работ: ознакомиться с одним из случаев проявления волновых свойств света – дифракцией на дифракционной решетке, научиться измерять длину волны излучения лазера и периода решетки.
TЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Введение
Д
ифракцией
называют совокупность явлений, связанных
с волновыми свойствами света, которое
заключается в том, что свет при своём
распространении в средах с резкими
неоднородностями отклоняется от законов,
предписываемых геометрической оптикой
и попадает в область геометрической
тени.
Явление дифракции может быть объяснено с помощью принципа Гюйгенса-Френеля: любая точка пространства, до которой дошло возмущение, сама является источником вторичной сферической волны, распространяющейся от нее во все стороны.
Принцип Гюйгенса позволяет решать задачи о распространении волнового фронта, но не отвечает на вопрос интенсивности волн, идущих по разным направлениям (рис.1а).
Френель предложил, что огибающая поверхность вторичных волн есть поверхность, где благодаря взаимной интерференции элементарных вторичных волн результирующая волна имеет максимальную интенсивность.
П
ринцип
Гюйгенса-Френеля
утверждает: пусть имеется точечный
источник волн, окруженный мысленно
произвольной замкнутой поверхностью;
правильное значение амплитуды
(интенсивности) волны за пределами этой
поверхности получится, если точечный
источник заменить распределенными по
поверхности вспомогательными источниками.
Каждая точка поверхности рассматривается
как источник волн, амплитуда и фаза
которых равны амплитуде и фазе колебания,
пришедшего в эту точку с волной от
основного источника. Действие волны в
любой точке вне поверхности определяется
результатом интерференции волн от
источников, расположенных по поверхности.
Волны вторичных источников когерентны, поскольку возбуждаются одними и теми же первичными источниками. Фронт волны в следующий момент времени представляет собой суперпозицию (наложение) волн, идущих от вторичных источников (рис.1б).
В
математической форме записи принцип
Гюйгенса-Френеля записывается в виде:
,
(1)
где
– результирующее колебание в некоторой
точке наблюдения (т.P),
– расстояние от вторичного источника
на волновой поверхности до точки
наблюдения,
– амплитуда колебания в точке нахождения
элемента
,
– коэффициент, зависящий от угла
между первоначальным направлением
световой волны и направлением на точку
наблюдения. Коэффициент
монотонно
убывает с ростом угла
от 1 при
до 0 при
(рис.2).