Методы и средства оптического контроля. Жаргалов Б.С. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

11
Сначала напомню ключевые понятия.
Интерференцияфизическое явление
перераспределения волновой энергии в пространстве при
наложении монохроматичных (одинаковой частоты
колебаний) волн.
Поляризацияфизический процесс создания
определенного направления колебаний вектора
напряженности в электромагнитной волне.
Дисперсиязависимость показателя преломления
вещества от длинны волны падающего излучения.
Дифракция (результат интерференции) – физическое
явление нарушения прямолинейного распространения волн
в неоднородных средах.
Фотоэффект- явление вырывания электронов с
поверхности тел под действием света.
Эффект Комптона- явление изменения длины волны
излучения при его рассеивании.
Легко заметить, что некоторые явления включены в
обе колонки. Это означает, что их природу можно
объяснить как с квантовых, так и с волновых позиций.
Однако существуют как число волновые свойства света
(поляризация, дисперсия, дифракция), так и
квантовые(фотоэффект и эффект Комптона). Рассмотрим их
чуточку подробнее.
2.1. Дифракция
Простейший случай нарушения законов
геометрической оптики наблюдается в случае прохождения
света через очень малое отверстие, при этом наблюдается
несоблюдение правил прямолинейного распространения:
свет на краях отверстия заметно отклоняется в стороны,
огибая края.
12
Так, свет, идущий от небольшого яркого источника
через круглое отверстие, должен по законам
геометрической оптики дать на экране резко ограниченный
светлый кружок на темном фоне. Такая картина и
наблюдается при обычных условиях опыта. Но если
расстояние от отверстия до экрана в несколько тысяч раз
превосходит размеры отверстия, то удается наблюдать
важные детали явления: образуется более сложная картина,
которая состоит из совокупности светлых и темных
концентрических колец, постепенно переходящих друг в
друга. При другом соотношении между диаметром
отверстия и расстоянием до экрана в центре картины может
быть темное пятно. Этот случай совершенно необъясним с
позиции геометрической оптики, однако он получает
простое объяснение с точки зрения волновой теории и
является естественным следствием этой теории.
Появление чередующихся колец или полос в области
геометрической тени французский физик Френель объяснил
тем, что световые волны, приходящие из разных точек
отверстия в одну точку на экране, интерферируют между
собой.
Метод зон Френеля для объяснения дифракции на
отверстии.
Разобьем волновой фронт, находящийся в пределах
отверстия, из точки наблюдения на отдельные участки
(зоны).
Если из данной точки отверстие разбивается на четное
число зон, то в этой точке наблюдается дифракционный
минимум, а если в отверстие укладывается нечетное
число зон, то максимум.
В нашей жизни мы не встречаем дифракции на
отверстии и это не удивительно, т. к. для этого необходимо
чтобы размер отверстия был соизмерим с длинной волны.
2.2. Дифракционная решетка
     Сначала напомню ключевые понятия.                           Так, свет, идущий от небольшого яркого источника
     Интерференция        –      физическое   явление     через     круглое    отверстие,   должен      по   законам
перераспределения волновой энергии в пространстве при     геометрической оптики дать на экране резко ограниченный
наложении     монохроматичных     (одинаковой частоты     светлый кружок на темном фоне. Такая картина и
колебаний) волн.                                          наблюдается при обычных условиях опыта. Но если
     Поляризация – физический процесс создания            расстояние от отверстия до экрана в несколько тысяч раз
определенного      направления     колебаний  вектора     превосходит размеры отверстия, то удается наблюдать
напряженности в электромагнитной волне.                   важные детали явления: образуется более сложная картина,
     Дисперсия – зависимость показателя преломления       которая состоит из совокупности светлых и темных
вещества от длинны волны падающего излучения.             концентрических колец, постепенно переходящих друг в
     Дифракция (результат интерференции) – физическое     друга. При другом соотношении между диаметром
явление нарушения прямолинейного распространения волн     отверстия и расстоянием до экрана в центре картины может
в неоднородных средах.                                    быть темное пятно. Этот случай совершенно необъясним с
     Фотоэффект- явление вырывания электронов с           позиции геометрической оптики, однако он получает
поверхности тел под действием света.                      простое объяснение с точки зрения волновой теории и
     Эффект Комптона- явление изменения длины волны       является естественным следствием этой теории.
излучения при его рассеивании.                                   Появление чередующихся колец или полос в области
                                                          геометрической тени французский физик Френель объяснил
      Легко заметить, что некоторые явления включены в    тем, что световые волны, приходящие из разных точек
обе колонки. Это означает, что их природу можно           отверстия в одну точку на экране, интерферируют между
объяснить как с квантовых, так и с волновых позиций.      собой.
Однако существуют как число волновые свойства света              Метод зон Френеля для объяснения дифракции на
(поляризация,    дисперсия,     дифракция),    так   и    отверстии.
квантовые(фотоэффект и эффект Комптона). Рассмотрим их         Разобьем волновой фронт, находящийся в пределах
чуточку подробнее.                                        отверстия, из точки наблюдения на отдельные участки
                                                          (зоны).
     2.1. Дифракция                                            Если из данной точки отверстие разбивается на четное
     Простейший       случай     нарушения      законов   число зон, то в этой точке наблюдается дифракционный
геометрической оптики наблюдается в случае прохождения    минимум, а если в отверстие укладывается нечетное
света через очень малое отверстие, при этом наблюдается        число зон, то максимум.
несоблюдение правил прямолинейного распространения:            В нашей жизни мы не встречаем дифракции на
свет на краях отверстия заметно отклоняется в стороны,    отверстии и это не удивительно, т. к. для этого необходимо
огибая края.                                              чтобы размер отверстия был соизмерим с длинной волны.
                                                               2.2. Дифракционная решетка
                                                    11    12