Дифракция света

Характерным проявлением волновых свойств света является дифракция света —

отклонение от

Дифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в. Объяснение явления

Принцип Гюйгенса — Френеля

Для вывода законов отражения и преломления мы

Принцип Гюйгенса:

каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических

Принцип Гюйгенса-Френеля:

каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн,

которые

Задание:

Попробуйте предположить как будет выглядеть дифракционная картина?

Задание:

Будет ли вид дифракционной картины зависеть от длины волны (цвета)?
Как будет

Задание:

Попробуйте предложить идею опыта по наблюдению дифракции

Построение дифракционной картины от круглого отверстия и круглого непрозрачного экрана

Дифракция от различных препятствий: а) от тонкой проволочки; б) от круглого

Зоны Френеля

Для того чтобы найти амплитуду световой волны от точечного

Зоны Френеля

Интерференция волны от вторичных источников, расположенных на этой поверхности,

Зоны Френеля

Так как расстояния от них до точки О различны,

Зоны Френеля

Первая зона Френеля ограничивается точками волновой поверхности, расстояния от

Зоны Френеля

Вторая зона:
Аналогично определяются границы других зон

Зоны Френеля

Дифракционные картины от одного препятствия с разным числом открытых зон

Если разность хода от двух соседних зон равна половине длины волны,

Таким образом, если на препятствии укладывается целое число длин волн, то

Зонные пластинки

На этом принципе основаны т.н. зонные пластинки

Зонные пластинки

Получение изображения с помощью зонной пластинки

Условия наблюдения дифракции

Дифракция происходит на предметах любых размеров, а не только

Условия наблюдения дифракции

Трудности наблюдения заключаются в том, что вследствие малости длины

Границы применимости геометрической оптики

Дифракция наблюдается хорошо на расстоянии
Если , то

Границы применимости геометрической оптики

Если наблюдение ведется на расстоянии , где d—размер

Соотношения длины волны и размера препятствия

На рис. показана примерная зависимость результатов

Интерференционные картины от разных точек предмета перекрываются, и изображение смазывается, поэтому

Разрешающая способность человеческого глаза приблизительно равна одной угловой минуте: , где

Дифракционная решетка

Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторого профиля, нанесенную

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка

Величина d = a + b называется постоянной (периодом)

Дифракционная решетка

Угол ϕ - угол отклонения световых волн вследствие дифракции.
Наша

Дифракционная решетка

Оптическая разность хода
Из условия максимума интерференции получим:

Дифракционная решетка

Следовательно:
- формула дифракционной решетки.
Величина k — порядок дифракционного

Определение λ с помощью дифракционной решетки

Гримальди Франческо 2.IV.1618 - 28.XII.1663

Итальянский ученый. С 1651 года - священник.
Открыл дифракцию

Френель Огюст Жан (10.V.1788 - 14.VII.1827)

Французский физик. Научные работы посвящены физической

Юнг Томас 13.IV.1773-10.V.1829

Английский ученый. Полиглот. Научился читать в 2 года. Объяснил

Араго Доменик Франсуа (26.II.1786-2.X.1853)

Французский физик и политический деятель. Автор многих открытий

Фраунгофер Йозеф (6.III.1787- 7.VI.1826)

Немецкий физик.
Научные работы относятся к

Пуассон Семион Дени (21.VI.1781 - 25.IV.1840)

Французский механик, математик, физик, член