Дифракция

Дифракция присуща волнам любой природы.

Дифракция волн — явление огибания волнами препятствий, встречающихся на их пути, и проникновения их в область за препятствия.

Дифракция света — частный случай дифракции волн. Явление, наблюдаемое при распространении света в среде вблизи непрозрачных тел, сквозь малые отверстия и связанное с отклонениями от законов геометрической оптики,

Дифракция приводит, например, к огибанию световыми волнами препятствий и проникновению света в область геометрической тени.

Явление дифракции объясняется с помощью принципа Гюйгенса.

Принцип Гюйгенса. Каждая точка среды, до которой доходит волна, служит центром вторичных волн, а огибающая этих волн представляет собой волновую поверхность в следующий момент времени. Принцип Гюйгенса — геометрический принцип. Он не затрагивает по существу вопроса об амплитуде, а следовательно, и об интенсивности распространяющихся за преградой световых волн.

Принцип Гюйгенса—Френеля. Любая точка волновой поверхности рассматривается как источник вторичных сферических волн, а световые колебания в какой-либо точке находятся сложением колебаний, создаваемых приходящими в эту точку вторичными волнами, с учетом их амплитуд и фаз. Поскольку вторичными (фиктивными) источниками являются точки волновой поверхности, то все эти фиктивные источники действуют в одинаковой фазе и являются когерентными. Таким образом, для определения в некоторой точке пространства результирующей интенсивности надо учесть интерференцию всех вторичных волн. В результате может оказаться так, что там, где проходит прямолинейный путь от источника света, будет темная область, а в пределах геометрической тени – светлая область (световые лучи как бы огибают препятствие).

Дифракционная решетка — совокупность параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками.

Период решетки

где а — ширина каждой щели; b — ширина непрозрачных промежутков.

Пусть свет падает нормально к плоскости решетки. Тогда:

Условие максимумов

где k — порядок спектра; k = 0, 1, 2,...; φ — угол дифракции (определяет положение максимумов на экране).

Число максимумов, даваемое дифракционной решеткой, учитывая, что

Положение максимумов зависит от λ, поэтому при пропускании через решетку белого света все максимумы, кроме центрального(k = 0), разложатся в спектр, фиолетовая область которого будет обращена к центру дифракционной картины, красная — наружу.

Это свойство дифракционной решетки используется для исследования спектрального состава света (определения длин волн и интенсивностей всех монохроматических компонентов), дифракционная решетка может служить спектральным прибором.

Date: 2015-11-15; view: 766; Нарушение авторских прав