Дифракция света

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Дифракция света

Содержание

2. Принцип Гюйгенса Каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн. Огибающая вторичных волн становится фронтом волны
3. Принцип Гюйгенса-Френеля Световая волна, возбуждаемая каким-либо источником S, может быть представлена как результат суперпозиции когерентных вторичных
4. Метод зон Френеля зоны Френеля Площадь зоны Радиус Амплитуды колебаний
5. Колебания, приходящие в точку P от двух соседних зон, находятся в противофазе. Поэтому Амплитуда Am убывает
6. Метод векторных диаграмм Каждая зона разбивается на серию узких кольцевых подзон. Колебание, создаваемое каждой подзоной в
7. действие всех зон Таким образом Весь фронт волны создает в точке Р интенсивность в 4 раза
8. Дифракция Френеля на круглом отверстии Если открыто четное число зон m, то В точке P (центре)
9. Если открыто нечетное число зон m, то В точке P (центре) − светлое пятно
10. Дифракция Френеля на диске Если диска закрывает m зон, то В точке P (центре) − светлое
11. Зонная пластинка Зонные пластинки Френеля. Слева − открыты нечетные зоны, справа − чётные. Если на пути
12. Дифракция Фраунгофера на одной щели Применяя метод зон Френеля, разобьем щель на зоны. Разность хода лучей,
13. Условие минимума: Условие максимума: Отношения максимумов:
14. Дифракционная решетка Дифракционная решетка − система одинаковых щелей, разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками. d −
15. При дифракции на дифракционной решетке имеет место наложение лучей, идущих как от одной и той же
16. Условие главных максимумов m − порядок главного максимума Для данных направлений колебания от отдельных щелей взаимно
17. Условие главных минимумов a − ширина щели В данных направлениях интенсивность, создаваемая каждой из щелей в
18. Условие дополнительных минимумов N − число щелей Между соседними главными максимумами имеется N−1 дополнительный минимум. В
19. Разрешающая способность спектрального прибора δλ − наименьшая разность длин волн двух спектральных линий, при которой эти
20. Две спектральные линии с равными интенсивностями разрешены, если главный максимум одной линии совпадает с первым минимумом
21. Разрешающая способность объектива Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии При условии D >> λ
22. Согласно критерию Рэлея, два точечных источника будут разрешены, если середина центрального максимума одного источника совпадает с
23. Дифракция рентгеновских лучей Рентгеновское излучение частично отражается от кристаллографических плоскостей (плоскостей, в которых лежат узлы кристаллической
24. Дифракционные максимумы: − формула Вульфа-Брегга Применение рентгеновской дифракции: 1) Рентгеноструктурный анализ По известным λ и θ
26. Скачать презентацию

Слайд 2

Принцип Гюйгенса
Каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн. Огибающая вторичных

волн становится фронтом волны в следующий момент времени.

Слайд 3

Принцип Гюйгенса-Френеля
Световая волна, возбуждаемая каким-либо источником S, может быть представлена как

результат суперпозиции когерентных вторичных волн, излучаемых малыми элементами некоторой волновой поверхности, охватывающей источник S.

dS′

k – волновое число

волновая поверхность

Слайд 4

Метод зон Френеля
зоны Френеля
Площадь зоны
Радиус
Амплитуды колебаний

Слайд 5

Колебания, приходящие в точку P от двух соседних зон, находятся в

противофазе. Поэтому

Амплитуда Am убывает очень медленно и поэтому можно считать

После перегруппировки

Слайд 6

Метод векторных диаграмм
Каждая зона разбивается на серию узких кольцевых подзон. Колебание,

создаваемое каждой подзоной в точке P, изображается на диаграмме в виде маленькой стрелочки. Стрелочки повернуты друг относительно друга на угол Δφ, соответствующий сдвигу фаз колебаний. Каждая следующая стрелочка чуть короче предыдущей.

действие 1-й зоны

действие 2-х зон

действие 3-х зон

Слайд 7

действие всех зон
Таким образом
Весь фронт волны создает в точке Р интенсивность

в 4 раза меньшую, чем одна только 1-я зона.

Слайд 8

Дифракция Френеля на круглом отверстии
Если открыто четное число зон m, то
В

точке P (центре) − темное пятно

Слайд 9

Если открыто нечетное число зон m, то
В точке P (центре) −

светлое пятно

Слайд 10

Дифракция Френеля на диске
Если диска закрывает m зон, то
В точке P

(центре) − светлое пятно

Слайд 11

Зонная пластинка
Зонные пластинки Френеля. Слева − открыты нечетные зоны, справа −

чётные.

Если на пути световых волн поставить такую пластинку, то интенсивность света в точке P резко возрастает. Амплитуда в этой точке будет равна сумме амплитуд от нечетных (или четных) зон. Соответственно интенсивность I = 4n2I0, где I0 − интенсивность при свободном распространении света, n − число открытых зон.

Пластинка подобна линзе:

Слайд 12

Дифракция Фраунгофера на одной щели
Применяя метод зон Френеля, разобьем щель на

зоны. Разность хода лучей, идущих от краев каждой зоны равна λ/2. Тогда на ширине щели уместится Δ : λ/2 зон.
Если число зон Френеля четное, то наблюдается минимум освещенности.
Если число зон Френеля нечетное, то наблюдается ≈ максимум освещенности.

Слайд 13

Условие минимума:
Условие максимума:
Отношения максимумов:

Слайд 14

Дифракционная решетка
Дифракционная решетка − система одинаковых щелей, разделенных равными по ширине

непрозрачными промежутками.

d − период решетки

Слайд 15

При дифракции на дифракционной решетке имеет место наложение лучей, идущих как

от одной и той же щели, так и от соседних щелей. В одних направлениях щели гасят друг друга, а в других − усиливают.

Распределение интенсивности

главные максимумы

главные минимумы

доп. максимумы

доп. минимумы

Слайд 16

Условие главных максимумов
m − порядок главного максимума
Для данных направлений колебания от

отдельных щелей взаимно усиливают друг друга. Интенсивность главного максимума в N2 раз превосходит интенсивность от щели в этом же направлении. N − число щелей.

Наибольший порядок главного максимума

Слайд 17

Условие главных минимумов
a − ширина щели
В данных направлениях интенсивность, создаваемая каждой

из щелей в отдельности, равна нулю, поэтому и результирующая интенсивность в этих направлениях будет также равна нулю.

Слайд 18

Условие дополнительных минимумов
N − число щелей
Между соседними главными максимумами имеется N−1

дополнительный минимум. В данных направлениях колебания от отдельных щелей взаимно погашают друг друга.
Между дополнительными минимумами располагаются N−2 слабых дополнительных максимумов. Интенсивность этих максимумов не превышает 1/22 интенсивности ближайшего главного максимума.

Слайд 19

Разрешающая способность спектрального прибора
δλ − наименьшая разность длин волн двух

спектральных линий, при которой эти линии воспринимаются раздельно, т.е разрешаются.

Критерий Рэлея

Главный максимум линии

Первый минимум линии

− разрешающая способность

Слайд 20

Две спектральные линии с равными интенсивностями разрешены, если главный максимум одной

линии совпадает с первым минимумом другой.

Отсюда, разрешающая способность дифракционной решетки

Слайд 21

Разрешающая способность объектива
Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии
При условии D >> λ

Слайд 22

Согласно критерию Рэлея, два точечных источника будут разрешены, если середина центрального

максимума одного источника совпадает с первым минимумом второго.

− разрешающая способность

Зрачок глаза: ( D ~ 2 мм, λ ~ 0,5 мкм )

Слайд 23

Дифракция рентгеновских лучей
Рентгеновское излучение частично отражается от кристаллографических плоскостей (плоскостей, в

которых лежат узлы кристаллической решетки). Эти вторичные волны интерферируют между собой.

Разность хода двух волн, отразившихся от соседних плоскостей

, где θ − угол скольжения

Слайд 24

Дифракционные максимумы:
− формула Вульфа-Брегга
Применение рентгеновской дифракции:
1) Рентгеноструктурный анализ
По

известным λ и θ находят межплоскостные расстояния и определяют кристаллическую структуру.
2) Рентгеновская спектроскопия
По известным d и θ находят длину волны рентгеновского излучения.

Дифракция света

Содержание

Принцип ГюйгенсаКаждая точка волнового фронта является источником вторичных волн. Огибающая вторичных

Принцип Гюйгенса-ФренеляСветовая волна, возбуждаемая каким-либо источником S, может быть представлена как

Метод зон Френелязоны ФренеляПлощадь зоныРадиус Амплитуды колебаний

Колебания, приходящие в точку P от двух соседних зон, находятся в

Метод векторных диаграммКаждая зона разбивается на серию узких кольцевых подзон. Колебание,

действие всех зонТаким образомВесь фронт волны создает в точке Р интенсивность

Дифракция Френеля на круглом отверстииЕсли открыто четное число зон m, тоВ

Если открыто нечетное число зон m, тоВ точке P (центре) −

Дифракция Френеля на дискеЕсли диска закрывает m зон, тоВ точке P

Зонная пластинкаЗонные пластинки Френеля. Слева − открыты нечетные зоны, справа −

Дифракция Фраунгофера на одной щелиПрименяя метод зон Френеля, разобьем щель на

Условие минимума:Условие максимума:Отношения максимумов:

Дифракционная решеткаДифракционная решетка − система одинаковых щелей, разделенных равными по ширине