Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Voprosy_k_ekzamenu_po_fizike_2.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
2.26 Mб
Скачать
  1. Дифракция Фраунгофера на щели.

Рассмотрим бесконечно длинную щель шириной b. Для расчета интенсивности света, распространяющегося по разным направлениям за щелью, запишем выражение для волны, посылаемой каждым элементом волнового фронта,

  1. и просуммируем действие всех элементов. Амплитуда волны, обусловленной одним таким элементом, пропорциональна ширине такого элемента (Cdx). Коэффициент C определяется из условия, что по направлению , амплитуда волны, посылаемая всей щелью, равна А0, т.е.

Следовательно, световое возмущение в соответствующем участке щели:

Для отыскания действия всей щели в направлении необходимо учесть разность фаз, характеризующую волны, доходящие от различных элементов волнового фронта до т. наблюдения . Из рис. разность фаз (хода):

Тогда световое возмущение:

Результирующее возмущение

(2)

Следовательно, результирующая волна, идущая в направлении , имеет амплитуду:

В практических случаях угол мал, и можно положить

Т огда

В ыражение (4) показывает, что вдоль экрана освещённость меняется, проходя через минимумы и максимумы.

(3) обращается в ноль для

т.е. b условие минимума

(*) b условие максимума

наибольший максимум имеет место для

В этом случае

Распределим интенсивности:

г де - интенсивность света, идущего от щели в направлении первичного пучка. Кривая распределения интенсивности имеет вид:

  1. Рис.26

В центре - яркая светлая полоса, по бокам вторичные, относительно слабые max , их положение определяется условием (*), а распределение интенсивности – уравнением (5).

Дифракция от прямоугольного и круглого отверстия – самостоятельно.

33.Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке.

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