 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Дифракция на щели
Рассмотрим случай падения плоского фронта монохроматической волны на непрозрачный экран с одной узкой щелью шириной (рис. 22).
Лучи, прошедшие через щель, дифрагируют по различным направлениям. Выберем некоторое направление дифрагируемых лучей, которые образуют с направлением нормали к щели угол φ, называемый углом дифракции.
Разобьем волновой фронт, выделяемый щелью в направлении φ, на зоны Френеля, имеющие вид полос, параллельных щели. Ширина каждой зоны такова, что оптическая раз-ность хода лучей, идущих от краев каждой отдельной зоны в направлении φ, равна половине длины волны (λ/2).
В соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля точки щели являются источниками вторичных волн, колеблющихся в одной фазе, так как плоскость щели совпадает с фронтом падающей волны. На экране Э, установленном в фокальной плоскости линзы L, наблюдается система максимумов интенсивности света, разделенных темными промежутками. Все параллельные лучи, падающие на линзу под углом φк ее главной оптической оси, собираются в побочном фокусе Fφ линзы, лежащем в фокальной плоскости.
Оптическая разность хода между крайними лучами AN и BM, идущими от щели в этом направлении, равна
(3.2)
где n -показатель преломления среды. Так как все зоны Френеля в данном направлении излучают свет одинаково, то волны, идущие от каждых двух соседних зон, приходят в точку в противоположных фазах и гасят друг друга (линза дополнительной оптической разности хода не вносит). Таким образом, результат интерференции света в точке определяется тем, сколько зон Френеля укладывается в щели. Очевидно, что число зон Френеля, выделяемых щелью, равно числу полуволн 
, укладывающихся в оптической разности хода ∆, т.е.
(3.3)
где k = 1, 2, 3, При четном k наблюдается дифракционный минимум, а при нечетном k − дифракционный максимум.
Значение угла φ=0 соответствует оптической разности хода 
. Это означает, что векторы амплитуд всех зон Френеля, укладывающихся на щели, направлены в одну сторону. В этом случае амплитуда результирующего колебания равна арифметической сумме амплитуд, т.е. принимает максимальное значение. Таким образом, в центре картины получается максимальная освещенность. Центральный, или так называемый нулевой максимум, соответствует в (3.3) значению k =0.
Трудность наблюдения дифракции Фраунгофера на щели заключается в малой интенсивности дифракционной картины. Для увеличения интенсивности дифракционной картины применяют дифракционные решетки.
Поиск по сайту: