Дифракция Фраунгофера на одной щели. Дифракция в параллельных лучах была рассмотрена Фраунгофером в 1821-1822 гг

Дифракция в параллельных лучах была рассмотрена Фраунгофером в 1821-1822 гг. Для получения пучка параллельных лучей света, падающих на щель или отверстие, обычно пользуются небольшим источником света, который помещается в фокусе собирающей линзы Л.

Пусть параллельный пучок монохроматического света падает нормально на непрозрачный экран, в котором прорезана узкая щель ВС, имеющая постоянную ширину b и длину l>>b (см. рис.).Из рисунка видно, что оптическая разность хода между крайними лучами ВМ и CN, D=CD=bsinj.

На ВС помещается Z = Δr /(λ/2) зон Френеля разность оптического хода от соседних зон равен l/2.
Если Z – четное (Z = 2m, m = 0,1,2,..), то в точке М экрана будет наблюдаться min: b∙sinφ = 2m∙λ/2 = m∙λ – условие дифракционного min на щели.
Если же Z - нечетное (Z = 2m + 1), то - max: b∙sinφ = (2m + 1)∙λ/2 -условие дифракционного max на щели.

В направлении j = 0 наблюдается самый интенсивный центральный максимум нулевого порядка.

Распределение интенсивности на экране, полученное вследствие дифракции (дифракционный спектр) приведено на рисунке. Расчеты показывают, что интенсивности в центральном и последующем максимумах относятся как 1:0,047:0,017:0,008:…, т.е. основная часть световой энергии сосредоточена в центральном максимуме.

Углы, под которыми наблюдаются максимумы всех порядков, начиная с первого, зависят от длины волны света l. Поэтому, если щель освещать немонохроматическим светом, то максимумы, соответствующие разным длинам волн, будут наблюдаться под разными углами и, следовательно, будут пространственно разделены на экране. Получим дифракционный спектр, в отличие от призматического спектра.

Поиск по сайту: