АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИИ СВЕТА

Читайте также:
  1. III. Изучение ассортиментной политики организаций розничной и оптовой торговли.
  2. IV. Порядок выявления и эвакуации больных, которым противопоказано санаторно-курортное лечение
  3. S: Пучок естественного света, идущий в воде, отражается от грани алмаза, погруженного в воду. При каком угле падения отраженный свет полностью поляризован?
  4. SALVATOR - это переход физического явления в семантико-нейронный алгоритм (инструкцию) освобождения человека от негативных последствий этого явления.
  5. V. ОСНОВНАЯ ПРАКТИКА ЯСНОГО СВЕТА
  6. V. Требования к проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий в случае выявления больного чумой на территории Российской Федерации
  7. V3: Дисперсия света
  8. V3: Дифракция света
  9. V3: Интерференция света
  10. V3: Поглощение света
  11. V3: Поляризация света
  12. V3: Рассеяние света

Лабораторная работа

Цель работы: экспериментальное изучение явления дифракции на разных объектах: круглом отверстии, одной или несколько щелях и проволоке, дифракционной решетке.

Приборы и принадлежности: лабораторная установка РМС-2, тест-объект МОЛ-1, ртутная лампа, осветитель ОИ-18, дифракционная решетка, гониометр. прибор для определения длины световой волны, дифракционная решетка, измерительная линейка, экран, лазер, осветитель, щель. предметный столик; набор дифракционных препятствий; экран с фотоприемником; электронная система управления экспериментом на базе ПЭВМ.

 

 

Теоретическое введение

Дифракция света связана с нарушением цельности волновой поверхности и проявляется в нарушении прямолинейности распространения колебаний, при этом волна проникает в область геометрической тени.

Дифракцией называется огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути, или в более широком смысле — любое отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики.

Дифракционные явления присущи всем волновым процессам, но проявляются особенно отчетливо лишь в тех случаях, когда длины волн излучений сопоставимы с размером препятствий.

Объясняется дифракция с помощью принципа Гюйгенса: каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн дает положение волнового фронта в следующий момент времени.

Построив огибающую вторичных волн для некоторого момента времени видим, что фронт волны заходит в область геометрической тени, т. е. волна огибает края отверстия (рис.1).

Принцип Гюйгенса не затрагивает вопроса об интенсивности волн, распространяющихся по разным направлениям. Френель дополнил принцип Гюйгенса идеей интерференции вторичных волн и исключил возможность возникновения обратных вторичных волн.

Принцип Френеля: световая волна может быть представлена как результат суперпозиции когерентных вторичных волн, «излучаемых» фиктивными источниками. Волны, распространяющиеся от источника, являются результатом интерференции всех когерентных вторичных волн.

Обычно принципы Гюйгенса и Френеля объединяют и говорят о принципе Гюйгенса — Френеля. В общем случае расчет интерференции вторичных волн довольно сложный и громоздкий, но для некоторых случаев нахождение амплитуды результирующего колебания осуществляется алгебраическим суммированием.

Сущность метода зон Френеля можно представить в виде нескольких положений:

1. Всю волновую поверхность, возбуждаемую каким-либо источником S0 площадью S, можно разбить на малые участки с равными площадями dS, которые являются системой вторичных источников, испускающих вторичные волны (рис.2).

2. Эти вторичные источники, эквивалентные одному и тому же первичному источнику S0, когерентны. Поэтому волны, распространяющиеся от источника S0, в любой точке пространства должны являться результатом интерференции всех вторичных волн. Колебания от соседних зон приходят в точку Р в противоположной фазе и при наложении эти колебания будут взаимно гасить друг друга. Амплитуда результирующего колебания в точке Р

 

3. Мощности излучения всех вторичных источников - участков волновой поверхности с одинаковыми площадями - одинаковы.

4. Каждый вторичный источник с площадью dS излучает преимущественно в направлении внешней нормали n к волновой поверхности в этой точке; амплитуда вторичных волн в направлении, составляющем с n угол a, тем меньше, чем больше угол a, и равна нулю при a ³ p / 2. Т.е. действие зон постепенно убывает от центральной к периферическим (до нуля):

5. Амплитуда вторичных волн, дошедших до данной точки пространства, зависит от расстояния вторичного источника до этой точки: чем больше расстояние, тем меньше амплитуда. Френель предположил, что амплитуда колебания Аm от некоторой m -й зоны Френеля равна среднему арифметическому от амплитуд примыкающих к ней зон:

 
 

 


Метод зон Френеля позволяет объяснить явление дифракции и дать методы ее количественного расчета.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)