51. Дифракция света. Принцип Гюйгенса – Френеля. Дифракция Френеля и Фраунгофера.
Дифракция света – явление перераспределения в пространстве световой энергии с возможным образованием устойчивой картины чередующихся maxиmin.
Прицнип Гюйгенса-Френеля:
Каждый
элемент (dS)
волновой поверхности рассматриваемой
волны является источником вторичных
сферических волн, а её амплитуда
в некоторой точке
является
результатом интерференции когерентных
вторичных волн.
Аналитическое выражение принципа Гюйгенса-Френеля:
где
– площадь малого элемента волновой
поверхности (S)
– фаза
колебаний на поверхности
– величина,
пропорциональная амплитуде (
)вторичной
волны
– расстояние
от (
)до
точки
– угол
между вектором нормали
к (
)
и направленным на точку
– некоторая
функция, монотонно убывающая с ростом
угла
и обращённая в точку
при
Дифракция
Френеля–
дифракция в сходящихся пучках, когда
Дифракция
Фраунгофера –
дифракция в
пучках,
когда:
52. Дифракция Френеля на круглом отверстии. Метод зон Френеля.
Метод зон Френеля
Волновая
поверхность разбивается на участки –
зоны Френеля – так, что расстояние от
краёв соседних зон до точки
отличается
на
.
Амплитуда
результирующих колебаний в точке
:
– амплитуда
колебаний света в точке
,
возбуждаемая
-ой
зоной.
m
– общее число зон Френеля, которые
открыты отверстием, знак + соответствует
нечётным значениям
,
а знак – их чётным значениям.
53. Дифракция Фраунгофера на щели. Угловое распределение интенсивности света в дифракционной картине. Условие положений дифракционных минимумов.
Дифракция Фраунгофера – дифракция света в пучках, которые в рамках волновой теории моделируются с помощью плоских волн.
Угловое распределение интенсивности света в дифракционной картине:
где
– интенсивность света в направлении
падающей волны.
При
Поэтому в центре дифракционной картины в точке расположен центральный максимум, в котором интенсивность света наибольшая.
Условие угловых минимумов в дифракционной картине:
где
54. Дифракционная решетка. Угловое распределение интенсивности света в дифракционной картине. Условие положений главных максимумов, главных и промежуточных минимумов.
Дифракционная решётка – спектральный прибор, состоящий из большого числа регулярно расположенных щелей.
Период
дифракционной решётки – расстоянием
между серединами двух соседних щелей:
Угловое распределение интенсивности света в дифракционной картине:
Условие угловых положений главных максимумов в дифракционной картине:
где
Условие угловых положений главныхминимумов в дифракционной картине:
где
Условие угловых положений добавочныхминимумов в дифракционной картине:
где
55. Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Закон Малюса.
Поляризация света — свойство света, в результате которого векторы напряженности электрического и магнитного полей световой волны ориентируются в плоскости, параллельной плоскости, в которой свет распространяется.
Поляризованный свет – световая волна, в которой направление колебания в упорядочено некоторым образом: либо направление колебания в каждой точное пространства остаётся неизменным, либо изменяется по определённом закону.
Естественный свет - оптическое излучение с быстро и беспорядочно изменяющимися направлениями напряжённости электромагнитног поля, причём все направления колебаний, перпендикулярные к световым лучам, равновероятны.
Частично поляризованным называется свет, если в нём имеется преимущественно направление колебаний в .
Частично поляризованный свет можно рассматривать как совокупность одновременного распределения в одном и том же направлении естественного и линейно поляризованного света.
Поляризатор – оптическое устройство для получения полностью (или же частично) поляризованного света.
Анализатор – поляризатор, с помощью которого исследуются свойства поляризованного света.
Закон Малюса:
где
и
– соответственно интенсивность света,
падающего на поляризатор и прошедшего
через него.
Интенсивность падающего естественного света:
