Дифракция света. Одним из характерных признаков волнового движения является дифракция

Одним из характерных признаков волнового движения является дифракция.

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

Благодаря дифракции волны могут попадать в область геометрической тени, огибать препятствия, проникать через небольшие отверстия в экранах и т.д.

Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса:

Каждая точка, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн задает положение волнового фронта в следующий момент времени.

Плоская волна падает нормально на отверстие в

непрозрачном экране.

Каждая точка выделяемого отверстием

участка волнового фронта служит

источником вторичных волн (в однородной

изотропной среде они сферические). Видим, что фронт волны заходит в область геометрической тени, т.е. волна огибает края отверстия.

Принцип Гюйгена решает лишь задачу о направлении распространения волнового фронта, но не затрагивает вопроса об амплитуде, а следовательно, и об интенсивности волн, распространяющихся по разным направлениям.

Френель вложил в принцип Гюйгена физический смысл, дополнив его идеей интерференции вторичных волн.

Согласно принципу Гюйгенса – Френеля, световая волна, возбуждаемая каким-либо источником , может быть представлена, как результат суперпозиции когерентных вторичных волн, «излучаемых» фиктивными источниками. Такими источниками могут служить бесконечно малые элементы любой замкнутой поверхности, охватывающей источник . Обычно в качестве этой поверхности выбирают одну из волновых поверхностей, поэтому все фиктивные источники действуют синоразно.

Таким образом, волны, распространяющиеся от источника, являются результатом интерференции всех когерентных вторичных волн.

Учет амплитуд и фаз вторичных волн позволяет в каждом конкретном случае найти амплитуду (интенсивность) результирующей волны в любой точке пространства, т.е. определить закономерности распространения света.

Таким образом, при соблюдении определенных условий дифракция сопровождается интерференцией волн. За препятствием возникает распределение интенсивности светового пучка в виде чередования и .

Это чередование называется дифракционной картиной. Дифракционные картины явились экспериментальным доказательством волновой природы света.

В зависимости от способов наблюдения дифракции света на разного рода неоднородностях (отверстиях, щелях, экранах и пр.) различают два вида дифракции:

- дифракция Френеля (дифракция в сходящихся лучай)

- дифракция Фраунгофера (дифракция в параллельных лучах)