Дифракция света

с резкими неоднород-ностями (вблизи границ непрозрачных тел, сквозь малые отверстия, щели и т.д.) и связанных с отклонениями от законов геометрической оптики.

Дифракция приводит к огибанию световыми волнами препятствий и проникновению света в область геометрической тени.

вперед по всем на-правлениям, в том числе и в область
геометрической тени препятствия
(это чисто геометрический принцип).

Французский ученый Огюст Френель дополнил принцип
Гюйгенса идеей об интерференции вторичных волн и при-
дал ему физическое содержание.

Принцип Гюйгенса-Френеля: свето-
вая волна, возбуждаемая источником
света, в любой точке может быть
представлена как результат интерфе-
ренции когерентных вторичных волн,
излучаемых фиктивными источниками
на волновой поверхности.

коге-
рентных вторичных световых
волн, которые действуют в
противофазе друг с другом.

Р1Р− Р0Р = Р2Р− P1P =… = λ/2

А = А1 − А2 + А3 − А4 + …

– амплитуда результирующего
светового колебания в точке Р.

Таким образом, действие сферической световой волны от точечного источника S0 заменяется действием фиктивных
источников когерентных вторичных волн.

зо-ны m, следовательно, площади всех зон Френеля одина-ковы, т.е. содержат одинаковое число вторичных источников когерентных световых волн.

в точке Р полностью откры-
той сферической волновой поверхностью, имеют такую же
амплитуду, как если бы действовала только половина цен-
тральной зоны Френеля.

пределах очень узкого прямого канала, т.е. прямо-
линейно.

Справедливость метода зон Френеля подтверждается действием зонных пластинок – круглых пластинок, со-
стоящих из чередующихся прозрач-ных и непрозрачных колец, остав-ляющих открытыми только неско-лько нечетных (или четных) зон.

Зонные пластинки резко усиливают интенсивность проходя-
щего света, напр., если открыты 1-я, 3-я и 5-я зоны, то I≈36I0.

точки наблюдения;
λ – длина волны света.

– критерий дифракции (по порядку величины
равен числу зон Френеля, укладывающихся
на препятствии, для точки, лежащей против
середины препятствия).

Характерные размеры задачи:

лучах).

2. ~ 1

– дифракция Френеля (или дифракция
в сходящихся лучах).

3. >> 1

– случай геометрической оптики.

Дифракция Френеля на круглом отверстии

m зон на отверстии:

Знак «+» при нечетном m –
в центре дифракционной кар-
тины светлое пятно.
2) Знак «–» при четном m –
в центре дифракционной кар-
тины темное пятно.

(точка Р ) при любом (как четном, так и нечетном) m наблюдается светлое пятно.

Опыт по дифракции на диске, про-демонстрированный на заседании Парижской Академии наук в 1818 г. и доказавший наличие светлого пятна в центре тени, отбрасываемой
диском, принес всеобщее признание волновой теории света.

лучами FC и OE.

– число зон Френеля,
укладывающихся на
щели для точки Сφ.

Условие дифракционных минимумов
(число z – четное):

Условие дифракционных максимумов
(число z – нечетное):

щелей
равной ширины, лежащих в од-ной плоскости и разделенных
равными по ширине непрозрач-ными промежутками.

– период решетки.

У современных решеток приходится до (1/d) = 2000 штрихов на милли-метр.

В решетке осуществляется
многолучевая интерференция
когерентных дифрагированных
пучков света от всех щелей.

максимума (минимума).

– предельное число
главных максиму-
мов, даваемых ре-
шеткой по одну
сторону от центра
дифракц. картины.