Дифракция света.
Отклонение света от прямолинейно распространения, при прохождении света через малые отверстия или вблизи непрозрачных препятствий, если их размеры соизмеримы с длиной волны.
П ринцип Гюйгенса-Френеля.
Источник точечный.
Среда однородная и изотропная, т.е. свойства среды по всем направлениям одинаковы.
Пример 1.
Луч перпендикулярен фронту волны.
Вторичные волны являются когерентными, т.к. получены путем разделения волны от одного источника на несколько волн.
По принципу Гюйгенса-Френеля:
1). Действие реального источника света заменяется действием мнимых когерентных источников, которыми каждая точка фронта волны.
2). Результат интенсивности света в любой точке дифракционной картины является результатом взаимной интерференционной вторичных волн, идущих от мнимых когерентных источников.
Вид фронта волны определяет тип волны (в данном случае волна называется сферической).
Дифракция сферических волн называется дифракцией Фринелся (не разбираем).
Пример 2.
Дифракция Фраунгофера (дифракция плоских волн)
Дифракция на щели.
АВ=а (
)
Т.к. по принципу
Гюйгенса: каждая точка фронта волн
(плоскости цели) является мнимым
источником вторичного излучения, и
таких точек - бесконечное количество,
- то подсчет результата интерференции
в этом случае становится статистической
задачей. Чтобы задача была решаема,
нужно сделать количество мнимых
источников конечным. Для этой цели
используется методика «зон Френеля»:
плоскость щели разбивается на ряд узких
полосок, ширина (
)
которых подбирается таким образом,
чтобы волны от двух соседних зон приходили
в противофазе, а потому взаимокомпенсировали
бы друг друга.
Конечный результат
интенсивности света в точке Р2 зависит
от количества зон Френеля, которые
укладываются на ширине щели АВ при
данном угле дифракции
:
если число этих зон четное, то в точке
Р2 будет максимум интенсивности света.
Количество зон
Френеля определяется шириной участка
ВС: если
,
то число зон четное, следовательно,
минимальная интенсивность света. Если
,
то число зон нечетное, следовательно,
максимальная интенсивность света.
-
картина симметрична относительно точки
Р0.
BC=ABsin
=asin
- разность хода волн от зон Френеля.
Дифракционная решетка.
А1В1=А2В2=а
В1А2=b
a+b=d (период решетки или шаг решетки)
-
макс. главный;
-
миним.
- Результат
интерференции вторичных волн от соседних
щелей.
Прежние условия максимума и минимума остаются, но к этим условиям добавляются новые:
Т.к. происходит интерференция волн от соседних щелей: если эти волны придут в одинаковой фазе, то будет максимум, в противофазе – минимум.
DC=
=dsin
-
макс. главный
-
добавочный миним.
Появление добавочных минимумов – максимумы становятся наиболее четкими.
Вопрос 1: сколько углов дифракции может быть? (любое или конечное)
;
.
Итак:
Если
на решетку падает белый свет (4000-8000 А),
то при одном и том же значении «к» угол
дифракции «
»
для разных «
»
будет разным, т.е. дифракционная решетка
выступает в роли спектрального прибора.
Число различных
углов дифракции является конечным, т.к.
.
Kmax
значение
соответствует
