Сущность дифракции. Принцип Гюйгенса-Френеля

С давних времён было известно, что свет распространяется только прямолинейно, если среда однородна. Вплоть до начала 19 века всё развитие оптики базировалось в основном на представлении о прямолинейно распространяющихся лучах. Однако, начиная ещё с 17 века, были известны факты, указывающие, что в действительности имеет место отступления от прямолинейного распространения света.

В то время было замечено, что с помощью малого отверстия в непрозрачном экране можно получить изображение предмета. Так был создан первый фотоаппарат, в котором вместо собирающей линзы в качестве объектива использовалось малое отверстие. И было замечено, что чем меньше диаметр отверстия, тем выше чёткость изображения, что было вполне логично. Однако было замечено, что чёткость изображения при уменьшении диаметра отверстия растёт до определённого предела, а при дальнейшем уменьшении диаметра отверстия чёткость начинала постепенно снижаться. Такое снижение чёткости изображения от слишком малого отверстия можно было объяснить, предположив, что при малых размерах отверстия лучи за отверстием заметно загибаются. Было также замечено, что при прохождении света через очень узкую щель в непрозрачном экране, за экраном наблюдается чередование тёмных и светлых полос. Данные факты можно объяснить только одним: что в некоторых случаях свет распространяется непрямолинейно.

Что же заставляет свет отклоняться от прямого направления? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, вспомним, что представляет собой свет. Как было сказано в предыдущих лекциях, свет – это электромагнитные волны с длиной волны от 0,75 мкм (красный) до 0,35 мкм (фиолетовый). А если так, то будем свет рассматривать как волну. А любому волновому процессу присущи свойства, которые характерны только волнам. И одним из этих явлений является дифракция (лат. difractus – изломанный).

Дифракция света – это явление, при котором свет отклоняется от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями.