АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Дифракция света

Читайте также:
  1. I. Дифракция Фраунгофера на одной щели и определение ширины щели.
  2. III. Дифракция Фраунгофера на мелких круглых частицах.
  3. S: Пучок естественного света, идущий в воде, отражается от грани алмаза, погруженного в воду. При каком угле падения отраженный свет полностью поляризован?
  4. V. ОСНОВНАЯ ПРАКТИКА ЯСНОГО СВЕТА
  5. V3: Дисперсия света
  6. V3: Дифракция света
  7. V3: Интерференция света
  8. V3: Поглощение света
  9. V3: Поляризация света
  10. V3: Рассеяние света
  11. А) Спектр света и значение разного типа излучений
  12. Автономные источники света.

Дифракцией света называется огибание светом непрозрачных препят-ствий, попадание света в область геометрической тени, т. е. отклонение света от прямолинейного распространения в изотропной среде.

Объяснение этому явлению можно дать на основании принципа Гюйгенса–Френеля.

Фронтом волны называется поверхность, до которой дошли колебания в данный момент времени. Эта поверхность разделяет ту часть пространства, в которой идут колебания, от той части, где колебания еще не начались. Все точки фронта волны колеблются в одной фазе.

Лучом называется линия, вдоль которой распространяются колебания. В изотропной среде луч перпендикулярен к фронту волны. Исходя из данных опытов, Гюйгенс сформулировал следующий принцип: каждая точка фронта волны является самостоятельным источником вторичных сферических волн. Положение фронта волны в любой последующий момент времени находится путем построения поверхности, огибающей эти вторичные волны. Такое построение показывает, что загибание света в область геометрической тени должно существовать. На рис. 2.1: ВВ1 положение фронта плоской световой волны в некоторый момент времени; АА1 отверстие в непрозрачном экране; СС1 положение фронта волны после прохождения отверстия.

Однако принцип Гюйгенса не даёт возможности определить амплитуду колебания в различных точках пространства.

Френель дополнил принцип Гюйгенса идеей интерференции волн: в каждой точке пространства происходит интерференция вторичных волн, пришедших от всех точек фронта волны. Амплитуда результирующего колебания находится как геометрическая сумма амплитуд колебаний, пришедших от каждой точки фронта волны в данную точку пространства. В общем случае эта задача сложная. Френель предложил метод оценки интенсивности света в различных точках пространства для некоторых простейших случаев (обладающих симметрией). Этот метод заключается в построении специальных воображаемых зон на фронте волны. Подобные зоны получили название зон Френеля.

Построим фронт сферической волны, находящейся на расстоянии R от точечного источника S (рис. 2.2) и на расстоянии r от точки наблюдения Р.

По принципу Гюйгенса, каждая точка фронта волны является источником вторичных волн. Таким образом, сферическая поверхность как бы является светящейся поверхностью. Следовательно, в точку наблюдения Р придут колебания от всех точек фронта волны, где и произойдёт их интерференция.



Для построения первой зоны Френеля нужно отрезком прямой, равным r + λ/2 (λ – длина волны), описать коническую поверхность с вершиной в точке наблюдения Р. Эта коническая поверхность вырежет на фронте сегмент, являющийся первой зоной Френеля.

Для построения второй зоны нужно отрезком, равным r + 2λ/2, снова описать коническую поверхность с вершиной в точке Р. Эта поверхность вырежет вторую зону Френеля, которая представляет собой шаровой пояс. Расстояние от точки наблюдения Р до третьей зоны равно r + 3λ/2, очевидно, до m-той зоны – (r + mλ/2). Площади соседних зон очень близки друг другу, если r >> λ. Амплитуда колебаний, пришедших в точку Р, зависит от площади зоны, от её рас­стояния до точки Р и от угла φ между нормалью к фронту волны и направлением на точку Р. Чем больше номер зоны, тем больше угол φ, тем дальше зона от точки наблюдения, следовательно, тем меньше амплитуда колебаний, дошедших от этой зоны до точки Р.

А1 > А2 > ··· > Аm.

Разность хода волн, идущих от двух соседних зон, равна λ/2, по построе­нию. Поэтому эти волны, интерферируя в точке Р, ослабляют друг друга.

Дифракция света наблюдается, когда часть зон на фронте волны закрыта непрозрачным препятствием.

Рассмотрим ряд примеров.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.007 сек.)