Šviesos difrakcija - siaurąja, bet dažniausiai vartojama prasme - apvalinimasšviesos spinduliai ribą neskaidrūs kūnai(ekranai); šviesos įsiskverbimas į geometrinio šešėlio sritį. Šviesos difrakcija ryškiausia srityse staigus pokytis spindulių srauto tankis: šalia kaustikos, lęšio fokusavimo, geometrinių šešėlių ribos ir kt. bangų difrakcija glaudžiai susipynusi su bangų sklidimo ir sklaidos reiškiniais nehomogeninėse terpėse.
Difrakcija paskambino reiškinių rinkinys,stebimas sklindant šviesai terpėje, turinčioje aštrių nehomogeniškumo, kurios matmenys prilygsta bangos ilgiui, ir yra susiję su nukrypimais nuo geometrinės optikos dėsnių.
Garso bangų lenkimas aplink kliūtis (difrakcija) garso bangos) mes stebime nuolat (girdime garsą už namo kampo). Norėdami stebėti šviesos spindulių difrakciją, jums reikia specialios sąlygos, taip yra dėl trumpo šviesos bangos ilgio.
Nėra reikšmingo skirtumo tarp trukdžių ir difrakcijos. fiziniai skirtumai. Abu reiškiniai susiję su perskirstymu šviesos srautas dėl bangų superpozicijos.
Difrakcijos reiškinys paaiškinamas naudojant Huygenso principas , Kuriuo kiekvienas taškas, kurį pasiekia banga, tarnauja antrinių bangų centras, o šių bangų gaubtas nustato bangos fronto padėtį kitą laiko momentą.
Tegu plokštumos banga paprastai krenta į nepermatomo ekrano skylę (9.1 pav.). Kiekvienas skylės izoliuoto bangos fronto atkarpos taškas tarnauja kaip antrinių bangų šaltinis (homogeninėje izotopinėje terpėje jos yra sferinės).
Tam tikram laiko momentui sukonstravę antrinių bangų gaubtą, matome, kad bangos frontas patenka į geometrinio šešėlio sritį, t.y. banga eina aplink skylės kraštus.
Huygenso principas išsprendžia tik bangų fronto sklidimo krypties problemą, bet nesprendžia skirtingomis kryptimis sklindančių bangų amplitudės ir intensyvumo klausimo.
Lemiamas vaidmuo pareiškime bangų gamtašviesą grojo O. Fresnelis in pradžios XIX amžiaus. Jis paaiškino difrakcijos reiškinį ir pateikė jo metodą kiekybinis skaičiavimas. 1818 m. jis gavo Paryžiaus akademijos premiją už difrakcijos reiškinio paaiškinimą ir jo kiekybinio skaičiavimo metodą.
Fresnelis Huygenso principui suteikė fizinę reikšmę, papildydamas jį antrinių bangų trukdžių idėja.
Apsvarstydamas difrakciją, Fresnelis rėmėsi keliais pagrindiniais principais, priimtais be įrodymų. Šių teiginių rinkinys vadinamas Huygens-Fresnelio principu.
Pagal Huygenso principas , kas priekinis taškas bangos gali būti laikomos antrinių bangų šaltiniu.
Fresnelis žymiai išplėtojo šį principą.
· Visi antriniai bangos fronto šaltiniai, sklindantys iš vieno šaltinio, yra nuoseklus tarp savęs.
· Sklinda vienodi bangos paviršiaus plotai vienodo intensyvumo (galia) .
· Kiekvienas antrinis šaltinis daugiausia skleidžia šviesą išorinio normalaus kryptimi prie bangos paviršiaus šioje vietoje. Antrinių bangų amplitudė ta kryptimi, kuri sudaro kampą α su normalia, tuo mažesnė didesnis kampasα ir yra lygus nuliui ties .
· Antriniams šaltiniams galioja superpozicijos principas: kai kurių bangos atkarpų spinduliavimas paviršiai neturi įtakos kitų spinduliuotei(jei dalis bangos paviršiaus yra padengta nepermatomu ekranu, bus skleidžiamos antrinės bangos atviros zonos tarsi ekrano nebūtų).
Naudodamasis šiomis nuostatomis Fresnelis jau galėjo tai padaryti kiekybiniai skaičiavimai difrakcijos modelis.
Įsivaizduokite bangą vandens telkinio paviršiuje. Atrodytų, lengviausias būdas grynai mechaniškai apibūdinti vandens bangų judėjimą yra apskaičiuoti daleles veikiančias hidrodinamines slėgio jėgas. vandens paviršius iš apačios ir joms besipriešinančios jėgos gravitacinis patrauklumas, kurio bendras poveikis lemia, kad paviršius ritmingai siūbuoja aukštyn ir žemyn. Tačiau į pabaigos XVII olandų fizikas Christianas Huygensas bangų vaizdą įsivaizdavo kiek kitaip ir dėl to išvedė galingą principą. vienodai taikoma bet kokioms bangoms – nuo bangų vandens paviršiuje iki gama spindulių iš tolimų galaktikų.
Huygenso principo prasmę lengviausia suprasti, jei įsivaizduojate, kad vandens paviršiaus bangos ketera akimirką sustingo. Dabar įsivaizduokite, kad šiuo metu išilgai viso bangos priekio kiekviename keteros taške metamas akmuo, dėl ko kiekvienas keteros taškas tampa naujos apskritos bangos šaltiniu. Beveik visur naujai sužadintos bangos bus abipusiai panaikintos ir nepasirodys vandens paviršiuje. Ir tik palei pradinės bangos priekį, antrinės mažosios bangos tarpusavyje sustiprės ir suformuos naują bangos frontą, lygiagrečią ankstesniam ir atskirtą nuo jo tam tikru atstumu. Būtent pagal šį modelį, pagal Huygenso principą, banga sklinda.
Tai kodėl toks, atrodytų, paradoksalus požiūris į kažką tokio įprasto? gamtos reiškinys Kaip bangų sklidimas yra naudingas mokslininkams? Įsivaizduokite, kas atsitiks, kai banga susidurs su kliūtimi jos sklidimo kelyje. Grįžkime prie bangos ant vandens paviršiaus pavyzdžio ir įsivaizduokime, kad banga atsitrenkia į betoninį molą kampu į jį. Pagal Huygenso principą antrinės bangos sklis ne iš tų bangų fronto taškų, kurie krenta ant molo, o iš likusių – sklis. Dėl to banga tęs savo kelią ir atsigaus už nugaros molas. Tai iš tikrųjų, susidūrus su kliūtimi, banguoja ramiai eina aplinkui jį, ir bet kuris jūreivis jums tai patvirtins. (Ši bangų savybė vadinama difrakcija.)
Yra nemažai kitų naudingos programos Huygenso principu bangų reiškiniai– kartais visai netikėta. Jis plačiai naudojamas bangų optika ir telekomunikacijų inžinerijoje, kur bangos (atitinkamai šviesa ir radijas) reguliariai susiduria su kliūtimis savo kelyje ir lenkiasi.
Astronomijos studijos Huygensą atvedė prie šio atradimo, kurio kūrimui jis daug nuveikė, ypač 1655 m. tapdamas Titano atradėju – pačiu didelis palydovas Saturnas. Automatinis kosminė stotis Planuojama, kad NASA „Cassini“ pasieks Saturną 2004 m. ir nusiųs nusileidimo įrenginį į Titano paviršių, kad ištirtų jo atmosferos ir dirvožemio sudėtį. Šis nusileidimo įrenginys vadinamas Huygens. Taip mokslas pagerbia savo įkūrėjus.
Kaip žinote, šviesa pasižymi savybėmis, bangomis ir dalelėmis. Viena iš teorijų, apibūdinančių jo elgesį, yra šviesos bangų teorija. Svarbiausias šios teorijos postulatas yra Huygens-Fresnelio principas. Jame aprašomas ir paaiškinamas bangų, kurių ypatingas atvejis yra šviesa, sklidimas – elektromagnetinė radiacija optiniame diapazone.
Šis teiginys paaiškina ir aprašo, kaip sklinda tokios vibracijos kaip šviesa. Jis susideda iš dviejų dalių. Pirmąją dalį (Huygenso principą) pasiūlė Christiaan Huygens 1678 m. Jis pasiūlė, kad spinduliuotei plintant iš kiekvieno bangos fronto taško pradėtų sklisti naujos sferinės bangos.
Bangos frontas yra paviršius, kuriame trikdžiai yra toje pačioje fazėje. Paprasčiau tariant, tai yra erdvės, kurioje trikdymas jau išplito, riba. Pavyzdžiui, įmetus akmenį į vandenį, atsiras apskritimai – bangos. Jų priekis šiuo atveju yra atokiausias apskritimas.
Augustinas Jeanas Fresnelis 1815 m. sukūrė Huygenso prielaidą.
Svarbu! Jo papildymas yra tas, kad laukas, atsirandantis dėl trikdžių plitimo, sukuriamas dėl antrinių svyravimų, kurių amplitudė yra tokia pati, trukdžiai. Antrinių bangų apvalkalas suteikia bangos fronto padėtį po trumpo laiko.
Interferencija yra bangų superpozicija viena ant kitos. Be to, kai kuriose srityse vibracijos viena kitą sustiprina, kitose silpnina. Todėl šviesai gaunamas šviesių ir tamsių juostų vaizdas. To pavyzdys yra Niutono žiedai – koncentrinių apskritimų raštas, atsirandantis, kai plokštumai išgaubtas lęšis dedamas ant stiklo plokštės.
Norint stebėti trukdžių modelį, spinduliuotė turi būti koherentiška. Tai reiškia, kad jis turi turėti pastovų fazių skirtumą ir sukelti tokio paties dažnio virpesius, kai juos sudedame.
Huygenso pateiktas teiginys padėjo nustatyti tik trikdžių sklidimo kryptį ir paaiškino geometrinės optikos aprašytą šviesos sklidimą. Pridėjus Huygenso principą, galima apskaičiuoti amplitudę ir intensyvumą.
Trumpa formuluotė
Trumpai tariant, šis postulatas yra toks. Virpesiai bet kuriame erdvės taške yra bangos paviršiaus taškų skleidžiamų trikdžių interferencijos rezultatas.
Bet kuriame erdvės taške svyravimai yra antrinių koherentinių virpesių, skleidžiamų bangos fronto taškų, superpozicija. Taigi kai kuriose problemose vieną šaltinį galima pakeisti keliais vienodais antriniais šaltiniais.
Taikymas
Aptariamas teiginys leidžia paaiškinti įvairius optiniai reiškiniai:
- šviesos spinduliuotės sklidimas;
- difrakcija;
- trukdžių;
- atspindys;
- dvigubas lūžis ir kt.
Naudojant Huygens-Fresnelio principą, galima apskaičiuoti šviesos spinduliavimo amplitudę ir intensyvumą. Tam naudojami Frenelio zonos metodai.
Frenelio zonos
Šis teiginys yra svarbus sprendžiant šviesos difrakcijos problemas, naudojant Huygens-Fresnelio principą. Griežtas sprendimas Tokie uždaviniai matematiškai labai sunkūs, todėl naudojami apytiksliai metodai.
Dėl Huygenso ir Fresnelio atradimų tokiose problemose vieną pirminį šaltinį galima pakeisti antrinių šaltinių rinkiniu.
Tai labai supaprastina užduotį, pavyzdžiui, sferinio korpuso atveju. Šis skaičiavimo metodas vadinamas Frenelio zonos metodu.
Svarbu! Frenelio zonos yra sritys, į kurias paviršius yra padalintas siekiant supaprastinti, pavyzdžiui, virpesių amplitudės skaičiavimą. Bet koks paviršius, per kurį praeina šviesa, gali būti suskirstytas į zonas.
Sferinis korpusas
Sferinės bangos atveju Frenelio zonos atrodo kaip žiedai. Savavališkam taškui M juos galima sukonstruoti iš šio rutulio taško nubrėžiant spindulius, kurie skiriasi 1/2 bangos ilgio.
Frenelio zonų su mažais skaičiais plotai yra maždaug vienodi. Jie nepriklauso nuo zonos numerio m. Jie apskaičiuojami kaip rutulio atkarpų plotų skirtumas. Nesileidžiant į smulkmenas, Frenelio zonų sritys šiuo atveju randamos taip. Bangos ilgį reikia padauginti iš sferinio bangos fronto spindulio R, atstumo iki stebėjimo taško a ir skaičiaus pi, o tada padalinti iš R ir a sumos.
Frenelio zonose naudojamos zonos plokštės su šviesaus ir tamsaus spindulio žiedais, atitinkančiais zonų dydžius. Jie veikia panašiai kaip susiliejantys objektyvai.
Difrakcija
Naudojant šį postulatą paaiškinama šviesos difrakcija pagal Huygens-Fresnelio principą – šviesos lenkimas aplink smulkūs daiktai. Kalbant apie šviesą, jis paaiškina, kodėl trikdžiai taip pat plinta į geometrinio šešėlio sritį. Jei jie nesilenktų aplink objektus, mes niekada nematytume, kad šešėliai būtų aštrūs, kaip rodo geometrinė optika. Tačiau tikrasis vaizdas skiriasi nuo geometrinės optikos prielaidų.
Pavyzdys yra plokštumos banga, krintanti plokštumoje su skyle. Kai jis praeina pro skylę, visi priekio taškai skleidžia antrines sferines vibracijas. Sukonstruodami apvalkalą pamatysime, kad bangos frontas baigiasi ten, kur pagal geometrinė optikaĮ vidų neturėtų patekti šviesos.
Frenelis pagrindė šviesos difrakcijos reiškinį pagal Huygens-Fresnelio principą ir sukūrė jo skaičiavimo metodą. Sukūręs Huygenso principą, jis nustatė, kad:
- visos iš vieno taško sklindančio svyravimo bangos fronto atkarpos yra koherentinės;
- kai kurių bangos fronto atkarpų spinduliuotė neveikia kitų;
- vibracijos skleidžiamos daugiausia statmenai bangos fronto paviršiui;
- vienodo ploto bangos fronto atkarpos skleidžia vienodą intensyvumą.
Difrakcija pagal stačiakampį plyšį
Stačiakampį plyšį galima padalyti į N zonas siaurų juostelių pavidalu, lygiagrečią jos ilgajai pusei. Jei stebėtojas yra toli nuo šaltinio, problema kyla dėl trukdžių iš N identiškų šaltinių apskaičiavimo.
Šiuo atveju trukdžių modelis atrodo kaip šviesios ir tamsios juostelės. Ryškiausia šviesos juosta – pagrindinis maksimumas – yra centre.
Refrakcija
Kai šviesa pereina iš vienos terpės į kitą, pavyzdžiui, iš oro į vandenį, ji keičia kryptį, t.y. lūžo. Pagal Huygens-Fresnelio principą antrinė spinduliuotė sklinda iš kiekvieno terpės ribos taško.
Iš Huygenso principo galima gauti, kad lūžio rodiklis lygus santykiuišviesos virpesių greičiai vienoje ir kitoje terpėje. Taip pat galite rasti kampą, kuriuo nukreipiama šviesa.
Vaizdo įrašas
Internete galite rasti vaizdo įrašų, rodančių, kaip veikia Huygens-Fresnelio principas. Pavyzdžiui, vaizdinis plokštumos bangos atspindžio nuo paviršiaus demonstravimas įrodo, kad kritimo kampas ir atspindžio kampas yra lygūs.
Jei banga krenta ant plokštumos ir atsispindi nuo jos, skirtingi bangos paviršiaus taškai pasiekia plokštumą vienu metu. Antrinės vibracijos pradeda sklisti.
Jų liestinė yra atspindėtos vibracijos bangos frontas. Išsprendę paprastą geometrinė problema apie trikampių lygybę, galima nustatyti, kad kampai, kuriais krinta ir atsispindi spinduliuotė, yra lygūs.
Galite sukurti šaltinio vaizdą plokščias veidrodis. Atspindimojo trikdymo priekis bus rutulys su centru tam tikrame taške. Šis taškas bus virtualus plokščio šaltinio vaizdas veidrodyje.
Galite rasti vaizdo įrašų, iliustruojančių kitus fizikiniai reiškiniai. Pavyzdžiui, galima stebėti Frenelio zonas elektromagnetinis virpesys. Taip pat galite rasti paskaitų apie Huygens-Fresnelio principą ir kitus optikos klausimus.
Naudingas video
Išvada
Huygens-Fresnelio principas leidžia paaiškinti tokius optinius reiškinius kaip refrakcija, difrakcija, tiesia linija šviesos sklidimas ir trukdžiai. Su jo pagalba galite apytiksliai išspręsti optikos problemas, kurias labai sunku išspręsti tiksliais metodais. Šis teiginys yra pagrindinis postulatas bangų teorija ir taikomas ne tik šviesos spinduliuotės sklidimui, bet ir kitiems bangų procesams.
Nuo seniausių laikų žmonės pastebėjo šviesos spindulių nukreipimą, kai priešais juos yra kokia nors kliūtis. Galite atkreipti dėmesį į tai, kiek iškreipiama šviesa, kai ji patenka į vandenį: spindulys „lūžta“ dėl vadinamojo šviesos difrakcijos efekto. Šviesos difrakcija yra šviesos lenkimas arba iškraipymas dėl įvairių veiksnių Iš arti.
Panašaus reiškinio veikimą aprašė Christianas Huygensas. Po tam tikro skaičiaus eksperimentų su šviesos bangomis vandens paviršiuje jis pasiūlė mokslui naują šio reiškinio paaiškinimą ir pavadino jį „bangų frontu“. Taigi Kristianas leido suprasti, kaip elgsis šviesos spindulys, atsitrenkęs į kitokį paviršių.
Jo principas yra toks:
Tam tikru metu matomi paviršiaus taškai gali sukelti antriniai elementai. Plotas, kuris liečia visas antrines bangas, vėlesniais laikotarpiais laikoma bangos sfera.
Jis paaiškino, kad visi elementai turėtų būti laikomi pradžia sferinės bangos, kurios vadinamos antrinėmis bangomis. Christianas pažymėjo, kad bangų frontas iš esmės yra šių sąlyčio taškų rinkinys, taigi ir visas jo principas. Be to, antriniai elementai atrodo sferinės formos.
Verta tai prisiminti bangų frontas - Tai geometrinės reikšmės taškai, kuriuos vibracijos pasiekia tam tikru laiko momentu.
Huygenso antriniai elementai vaizduojami ne kaip tikros bangos, o tik papildomi rutulio formos, naudojami ne skaičiavimui, o tik apytiksliai konstrukcijai. Todėl šios antrinių elementų sferos iš prigimties turi tik apgaubiantį efektą, kuris leidžia susidaryti naujam bangos frontui. Šis principas gerai paaiškina šviesos difrakcijos darbą, tačiau išsprendžia tik priekio krypties problemą, o nepaaiškina, iš kur kyla bangų amplitudė, intensyvumas, bangų purškimas ir atvirkštinis jų veikimas. Fresnelis naudojo Huygenso principą, kad pašalintų šiuos trūkumus ir papildytų savo darbą fizinę reikšmę. Po kurio laiko mokslininkas pristatė savo darbą, kuriam visiškai pritarė mokslo bendruomenė.
Dar Niutono laikais fizikai turėjo tam tikrą idėją apie šviesos difrakcijos darbą, tačiau kai kurie punktai jiems liko paslaptimi dėl mažų technologijų galimybių ir žinių apie šį reiškinį. Taigi, apibūdinkite difrakciją pagal korpuskulinė teorijašviesa buvo neįmanoma.
Nepriklausomai vienas nuo kito du mokslininkai sukūrė kokybinį šios teorijos paaiškinimą. prancūzų fizikas Fresnelis ėmėsi užduoties papildyti Huygenso principą fizine prasme, nes pradinė teorija buvo pateikta tik su matematinis taškas regėjimas. Taigi, geometrine prasme optika pakeista Fresnelio darbų pagalba.
Pakeitimai iš esmės atrodė taip- Fresnelis fiziniais metodaisįrodė, kad antrinės bangos trukdo stebėjimo taškams. Šviesa gali būti matoma visose erdvės dalyse, kur antrinių elementų jėga dauginama iš trukdžių: taigi, jei pastebimas tamsėjimas, galima daryti prielaidą, kad bangos sąveikauja ir išnyksta viena kitos įtakoje. Jei antrinės bangos patenka į panašių tipų, būsenų ir fazių sritį, pastebimas stiprus šviesos pliūpsnis.
Taigi tampa aišku, kodėl nėra atgalinės bangos. Taigi, kai antrinė banga grįžta atgal į erdvę, jos sąveikauja su tiesiogine banga ir dėl abipusio panaikinimo erdvė tampa rami.
Frenelio zonos metodas
Huygens-Fresnelio principas suteikia aiškią idėją apie galimą šviesos sklidimą. Aukščiau aprašytų metodų taikymas tapo žinomas kaip Frenelio zonos metodas, leidžiantis naudoti naujus ir inovatyvius būdus amplitudės radimo problemoms spręsti. Taigi jis integraciją pakeitė sumavimu, kuris buvo labai teigiamai priimtas mokslo bendruomenėje.
Huygenso-Fresnelio principas pateikia aiškius atsakymus į klausimus, kaip veikia kai kurie svarbūs fiziniai elementai, pavyzdžiui, kaip veikia šviesos difrakcija. Problemų sprendimas tapo įmanomas tik dėka Išsamus aprašymasšio reiškinio darbas.
Fresnelio pateikti skaičiavimai ir jo zonų metodas savaime yra sunkus darbas, tačiau mokslininko išvesta formulė šį procesą šiek tiek palengvina, todėl galima rasti tiksli vertė amplitudės. Ankstyvas principas Huygensas to nepajėgė.
Būtina aptikti svyravimo tašką srityje, kuri vėliau gali būti naudojama kaip svarbus elementas formulėje. Teritorija bus pateikta sferos pavidalu, todėl zonos metodu ją galima suskirstyti į žiedines dalis, kurios leidžia tiksliai nustatyti atstumus nuo kiekvienos zonos kraštų. Taškai, einantys per šias zonas, turi skirtingą vibraciją, todėl atsiranda amplitudės skirtumas. Monotoniško amplitudės sumažėjimo atveju galima pateikti keletą formulių:
- A res = A 1 – A 2 + A 3 – A 4 +…
- A 1 > A 2 > A 3 > A m >…> A ∞
Reikėtų prisiminti, kad gana didelis skaičius kiti fiziniai elementaiįtakoti tokio tipo problemos sprendimą, kurių taip pat reikia ieškoti ir į juos atsižvelgti.
Suformuluokite Huygens-Fresnelio principą. 1. visi antriniai bangos fronto šaltiniai, sklindantys iš vieno šaltinio, yra koherentiški vienas su kitu; 2. antriniams šaltiniams galioja superpozicijos principas; 3. Skaičiuojant šaltinio sužadintų šviesos virpesių amplitudę S 0 in savavališkas taškas
M, šaltinį S 0 galima pakeisti lygiaverte antrinių šaltinių sistema – bet kurio uždaro pagalbinio paviršiaus S nedidelėmis pjūviais dS, nubrėžtais taip, kad jis apimtų šaltinį S 0 ir neapimtų nagrinėjamo taško M.
antriniai šaltiniai yra koherentiški S 0 vienas su kitu, todėl jų sužadintos antrinės bangos trukdo, kai yra viena su kita
Virpesių, kuriuos taške M sužadina antrinis šaltinis, amplitudė dA yra proporcinga paviršiaus bangos S atitinkamos atkarpos ploto dS santykiui su atstumu r nuo jos iki taško M ir priklauso nuo kampo tarp išorinės normaliosios bangos paviršius ir kryptis nuo elemento dS iki taško M.
Jei dalį paviršiaus S užima nepermatomi ekranai, tai atitinkami antriniai šaltiniai neskleidžia, o likusieji skleidžia tą patį, kaip ir nesant ekranų.
Huygens-Fresnelio principas. Jo esmė tokia: kiekvienai konkrečiai užduočiai bangos frontas turi būti tam tikru būdu padalintas į dalis (Fresnelio zonas), kurios laikomos nepriklausomais identiškais bangų šaltiniais; Bangos amplitudė (ir intensyvumas) stebėjimo taške yra nustatomas kaip bangų, kurias tariamai sukuria atskiros zonos, trukdžių rezultatas.
Kas yra difrakcija? Reiškinys, kai šviesos bangos nukrypsta nuo tiesios sklidimo, kai praeina pro skylutes ir šalia ekrano kraštų, vadinamas difrakcija (šviesos lenkimu aplink artėjančias kliūtis).
Šviesos bangų nukrypimo nuo tiesinio sklidimo reiškinys praeinant pro skylutes ir šalia ekranų kraštų vadinamas difrakcija (šviesos lenkimas aplink artėjančias kliūtis reiškinių, stebimų sklindant šviesai terpėje su ryškiais nehomogeniškumais, matmenys). kurių bangos ilgis yra panašus ir yra susijęs su nukrypimais nuo geometrinės optikos dėsnių Apibrėžkite Frenelio difrakciją ir Fraunhoferio difrakciją. Jeigu difrakcijos modelis yra stebimas baigtiniu atstumu nuo objekto, sukeliančio difrakciją, ir reikia atsižvelgti į bangos fronto kreivumą, tada kalbame apie Frenelio difrakcija
. Naudojant Frenelio difrakciją, ekrane stebimas kliūties difrakcinis vaizdas; jei bangų frontai yra plokšti (spinduliai lygiagretūs) ir difrakcijos modelis stebimas be galo dideliu atstumu (tam naudojami lęšiai), tada mes kalbame apie O.
Fraunhoferio difrakcija
Kas yra Frenelio zonos metodas?
Bangos paviršiaus S padalijimas į zonas, pirmosios (centrinės) zonos ribos yra paviršiaus S taškai, esantys l+λ\2 atstumu nuo taško M. Sferos taškai yra nutolę l+2λ\2, l+3λ\2 iš taško M, vaizdas Frenelio zonos. Kai šie svyravimai sutampa, jie vienas kitą susilpnina A=A 1 -A 2 +A 3 -A 4 …+A i Didėjant zonos skaičiui, mažėjant zonos spinduliavimo intensyvumui kryptimi t.M, t. y. mažėjant A i A 1 > A i >A 3 …>A i
Kodėl Frenelio zonos metodu jie parenkami taip, kad atstumai nuo gretimų zonų skiriasi /2? /2 yra eigos skirtumas. Taške P, tarp dviejų gretimų zonų, sužadinti svyravimai yra priešingi fazei A m = (A m-1 + A m+1)/2; A = A 1/2 Kas yra difrakcinė gardelė? Difrakcinė gardelė -
optinis instrumentas , veikiantis šviesos difrakcijos principu, yra rinkinys didelis skaičius 0,001 / , veikiantis šviesos difrakcijos principu, yra rinkinys
Kodėl šviesa praeina pro difrakcinę gardelę natūrali šviesa suyra į spektrą? Pagrindinių maksimumų padėtis priklauso nuo bangos ilgio λ, todėl einant pro gardelę balta šviesa visi maksimumai, išskyrus centrinį (m = 0), bus suskaidyti į spektrą, kurio violetinė sritis bus nukreipta į difrakcijos modelio centrą, o raudona - į išorę.
Kokia yra difrakcijos gardelės skiriamoji geba? Grotelės skiriamoji geba yra lygi R = mN. Taigi gardelės skiriamoji geba priklauso nuo spektro eilės m ir nuo iš viso Grotelių darbinės dalies N taktų, t.y. ta dalis, per kurią praeina tiriamoji spinduliuotė ir nuo kurios priklauso susidaranti difrakcijos schema.
