12. Дифракция Фраунгофера на одной щели и на дифракционной решетке.

Наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от

препятствия, вызвавшего дифракцию.

Чтобы этот тип дифракции осуществить, достаточно точечный источник

света поместить в фокусе собирающей линзы, а дифракционную картину исследовать в фокальной плоскости второй собирающей линзы, установленной за препятствием .

Согласно принципу Гюйгенса—

Френеля, каждая точка щели является

Источником вторичных волн. Открытую часть волновой поверхности в плоскости щели a разбивают на зоны

Френеля, имеющие вид полос, параллельных ребру .

Число зон Френеля ,укладывающихся

На ширине щели, зависит от угла .От

числа зон Френеля ,в свою очередь, зависит результат наложения всех вторичных волн

Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке

Д ифракционная решетка- (Спектральный прибор позволяющий раскладывать излучения по длине волн.). Это совокупность дифракционных элементов расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга.

На рисунке изображено несколько щели.

.Если ширина каждой щели равна, а ширина непрозрачных участков

М ежду щелям Ь,то величина d—а+Ь называется постоянной(периодом) дифракционной решетки. Плоская монохроматическая волна падает нормально к плоскости решетки. Так как щели находятся друг от друга на одинаковых расстояниях, то разности хода лучей, идущих от двух соседних щелей, будут для данного направления одинаковы в пределах всей дифракционной решетки.

d=a+b – период, постоянная дифракционной решетки.

13. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля. Поясните этот принцип на примере точечного источника света.

Световая волна, возбуждаемая каким-либо источником S ,может Быть представлена как результат суперпозиции когерентных вторичных волн, «излучаемых» фиктивными источниками. Такими источниками могут служить бесконечно малые элементы любой замкнутой поверхности, охватывающей источник S.

Каждая точка ,до которой дошла волна, становится центром вторичных волн; огибающая вторичных волн,а огибающая этих волн задает положение волнового фронта в последующий момент времени; интенсивность волн есть результат интерференции вторичных волн.

14. В чем заключается метод зон Френеля? Объясните с помощью метода зон Френеля? Объясните с помощью метода зон Френеля прямолинейность распространения света.

Д ля расчета интенсивности света за препятствием , Френель предложил метод геометрического суммирования. Для расположения имеющую осевую симметрию

Френель предложил разбить открытую часть волновой поверхности на зоны, расстояние от края которых до точки P, отличается на . Таким образом колебания от соседних зон будут гасить друг друга.

, где -радиус m-той зоны Френеля,m-число зон Френеля, -длина волны,a-расстояние от точки испускания волны до линзы, b-расстояние от линзы до экрана.

Действие всего волнового фронта равно половине действия первой зоны Френеля, т.е. свет распространяется в очень узком канале – прямолинейно. Это объясняет прямолинейное распространение света в однородной среде.

15. Запишите формулу для числа зон Френеля при дифракции света на круглом отверстии или диске в случае сферического фронта волны.

А- амплитуда результирующего колебания

A m+1 - амплитуда колебания, возбуждаемого m –й зоной

16. Условия максимумов и минимумов интенсивности света при дифракции на одной щели. Приведите график зависимости интенсивности света от угла дифракции при дифракции на одной щели.

–условия минимума;

-условие максимума.

17. Условие максимумов дифракции рентгеновских лучей на пространственной решетке (формулу Вульфа-Брэггов).

,где d-расстояние отстоящих друг от друга плоскостей ,m- порядок максимума.

-угол скольжения.

18. Запишите условие главных максимумов интенсивности света при дифракции на дифракционной решётке (формулу дифракционной решётки). Приведите график зависимости интенсивности света от угла дифракции при дифракции на решётке.

В направлениях, в которых волны от щелей усиливают друг друга, наблюдаются главные максимумы.

Между вторичными минимумами наблюдаются слабые вторичные максимумы.

Зависимость интенсивности I от угла дифракции  для дифракционной решетки имеет вид

Угол  отклонения лучей, соответствующий главному максимуму (светлая полоса) при дифракции света на дифракционной решетке, определяется из условия

, где m=0, 1, 2, 3,...,

где d — период дифракционной решетки, m — порядковый номер максимума (порядок спектра).