Дифракция световых волн

Содержание

Слайд 2

Введение Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде

Введение

Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде

с резкими оптическими неоднород-ностями и связанных с отклонением от законов геометрической оптики.

Дифракция возникает в тех случаях, когда размеры оптических неоднородностей сравнимы с длиной волны.

Если hд<< b -геометрическая оптика.

Слайд 3

Принцип Гюйгенса-Френеля t t+Δ t 1. Каждая точка пространства до которой

Принцип Гюйгенса-Френеля

t

t+Δ t

1. Каждая точка пространства до которой дошло волновое

возмущение может рассматриваться как источник вторичных сферических волн.

2. Фронт волны в каждый последующий момент времени строится как огибающая к фронтам вторичных сферических волн.

3. Мнимые вторичные источники когерентны. Распространяющаяся волна может рассматриваться как результат интерференции вторичных волн.

4. Диаграмма направленности излучения вторичных источников имеет специфический вид.

Слайд 4

Аналитическое выражение принципа Гюйгенса-Френеля Волновая поверхность a = const; β = const

Аналитическое выражение принципа Гюйгенса-Френеля

Волновая поверхность

a = const;
β = const

Слайд 5

Метод зон Френеля Разобьем волновую поверхность на зоны таким образом, чтобы

Метод зон Френеля

Разобьем волновую поверхность на зоны таким образом, чтобы

разность хода от соответствующих точек соседних зон до точки наблюдения была равна λ/2 (разность фаз - π).

Тогда амплитуда колебаний в точке М равна алгебраической сумме амплитуд колебаний, возбуждаемых всеми зонами Френеля.

Соседние зоны возбуждают колебания в точке М в противоположных фазах, поэтому

Слайд 6

Площадь n-ой зоны: Отсюда высота сферического сегмента: Из рисунка видно, что

Площадь n-ой зоны:

Отсюда высота сферического сегмента:

Из рисунка видно, что

для малых n

Радиус

и площадь зон Френеля
Слайд 7

Определение амплитуды колебаний с помощью метода зон Френеля Амплитуда колебаний, возбуждаемых

Определение амплитуды колебаний с помощью метода зон Френеля

Амплитуда колебаний, возбуждаемых

n-ой зоной Френеля монотонно убывает с ростом номера зоны.

- амплитуда колебаний, возбуждаемых всей волновой поверхностью.

Если число зон Френеля конечно, то

+ - для нечетного числа зон

– - для четного числа зон

Слайд 8

Графическое определение амплитуды

Графическое определение амплитуды

Слайд 9

Пример. Пусть в отверстии укладывается одна зона Френеля. Как изменится амплитуда, если закрыть половину площади отверстия?

Пример. Пусть в отверстии укладывается одна зона Френеля. Как изменится амплитуда,

если закрыть половину площади отверстия?
Слайд 10

Амплитудная Фазовая Зонные пластинки

Амплитудная

Фазовая

Зонные пластинки

Слайд 11

Дифракция Френеля

Дифракция Френеля

Слайд 12

n - четное Условия минимума: n - нечетное Условия максимума: Дифракция Френеля на круглом отверстии

n - четное

Условия минимума:

n - нечетное

Условия максимума:

Дифракция Френеля на круглом отверстии