Фотометрия, геометрическая и волновая оптика. Лантух Ю.Д - 48 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

1.5.2 Дифракция Френеля на крае полуплоскости
Рассмотрим плоскую волну, падающую на полубесконечный экран (см
рисунок 6
а). Совместим экран с волновой поверхностью, и разобьем его на зо-
ны Френеля относительно точки наблюдения
P. Можно показать, что при этом
ширина зон сначала быстро убывает, а потом меняется сравнительно медленно.
Это приводит к тому, что векторы, изображающие вклад каждой зоны в сум-
марную амплитуду (эти векторы складываются из векторов подзон, которые
можно построить так же, как это было сделано выше для круглого отверстия),
быстро убывают по длине и, кроме того, векторы от соседних зон не направле-
ны противоположно, как это получалось для круглого отверстия на рисунке 4
в.
С учетом того, что одноименные штрихованные и нештрихованные зоны вслед-
ствие симметрии вносят одинаковые вклады в амплитуду
A(P), векторы ампли-
туд от всего волнового фронта при их суммировании могут быть расположены
на плоскости так, как это показано на рисунке 6
б. Получившаяся спираль назы-
вается спиралью Корню. Распределение интенсивности в картине дифракции
изображено на рисунке 7.
2 301’3’ 2’
b
x
P
Рисунок 6- Разбиение плоского фронта на зоны, параллельные
полуплоскости (
а
) и вклады в амплитуду от отдельных зон (
б
)
0
1
2
3
1’
2’
3’
а
б
B
C
1
Очевидно, что если для точки
P вся волновая поверхность открыта, то
вектор-сумма амплитуды
A(P) будет на-
чинаться в центре левого завитка спира-
ли Корню, а заканчиватьсяв центре
правого завитка (вектор
CD). Если точка
P сместится к краю полуплоскости, то
полуплоскость начнет закрывать штри-
хованные зоны. При этом начало вектора-
суммы
CD будет скользить по спирали из
центра левого завитка в сторону середи-
ны спирали ( к точке
O). Длина вектора
будет осциллировать, и если точка
P
окажется под краем полуплоскости, дли-
на вектора (
OD) упадет вдвое по сравне-
x
I
I
0
I
0
/4
0
I
Рисунок 7 - Интенсивность карти-
ны дифракции под полуплоскостью
1.3
7
I
0
0.
7
8
I
0
48
     1.5.2 Дифракция Френеля на крае полуплоскости

     Рассмотрим плоскую волну, падающую на полубесконечный экран (см
рисунок 6а). Совместим экран с волновой поверхностью, и разобьем его на зо-
ны Френеля относительно точки наблюдения P. Можно показать, что при этом
ширина зон сначала быстро убывает, а потом меняется сравнительно медленно.
Это приводит к тому, что векторы, изображающие вклад каждой зоны в сум-
марную амплитуду (эти векторы складываются из векторов подзон, которые
можно построить так же, как это было сделано выше для круглого отверстия),

               3’ 2’ 1’   0       1 2 3                          C       3

                                                                         2
                              ∆

       b                                                1’           1

                 x                             2’            0


                                          3’
                          P                         B
                а                                                б

      Рисунок 6- Разбиение плоского фронта на зоны, параллельные
      полуплоскости (а) и вклады в амплитуду от отдельных зон (б)

быстро убывают по длине и, кроме того, векторы от соседних зон не направле-
ны противоположно, как это получалось для круглого отверстия на рисунке 4в.
С учетом того, что одноименные штрихованные и нештрихованные зоны вслед-
ствие симметрии вносят одинаковые вклады в амплитуду A(P), векторы ампли-
туд от всего волнового фронта при их суммировании могут быть расположены
на плоскости так, как это показано на рисунке 6б. Получившаяся спираль назы-
вается спиралью Корню. Распределение интенсивности в картине дифракции
изображено на рисунке 7.
      Очевидно, что если для точки P вся волновая поверхность открыта, то
                                      вектор-сумма амплитуды A(P) будет на-
      II                1.37 I0       чинаться в центре левого завитка спира-
                                      ли Корню, а заканчиваться – в центре
       I0                             правого завитка (вектор CD). Если точка
                                      P сместится к краю полуплоскости, то
                                      полуплоскость начнет закрывать штри-
                           0.78 I0    хованные зоны. При этом начало вектора-
     I0/4                             суммы CD будет скользить по спирали из
                                   x  центра левого завитка в сторону середи-
     0
                                      ны спирали ( к точке O). Длина вектора
                                      будет осциллировать, и если точка P
Рисунок 7 - Интенсивность карти-
                                      окажется под краем полуплоскости, дли-
ны дифракции под полуплоскостью
                                      на вектора (OD) упадет вдвое по сравне-

     48