Оптика. Мартынова Г.П. - 81 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

4. Дифракция света
Лекция 12. Дифракция как проявление волновой природы
света
Многие явления, наблюдаемые в обыденной жизни, говорят о том, что
свет распространяется прямолинейно. Солнечный свет, луч прожектора,
луч лазера ассоциируются в нашем сознании с прямыми или почти пря-
мыми линиями. Прямолинейность распространения – одно из главных и
наиболее очевидных свойств света.
Между тем, некоторые
весьма тонкие оптические явления и экспери-
менты свидетельствуют о нарушениях закона прямолинейности распро-
странения света. Так, солнечный луч или луч лазера всегда обладают пусть
малой, но конечной расходимостью. Граница светового пучка, граница
между светом и тенью никогда не бывает резкой. А в некоторых случаях
свет распространяется и вовсе не прямолинейно.
Например, в опыте Юнга
(рис.20, ч.1), пучок света, проходя через маленькое отверстие, приобретает
большую угловую расходимость и глубоко проникает в область геометри-
ческой тени; более того, именно в этой области возникает интерференция.
В центре геометрической тени от круглого непрозрачного экрана всегда
существует маленькое светлое пятно («пятно Пуассона»). Если осветить
дифракционную
решетку лазерным лучом, то за решеткой образуется ши-
рокий расходящийся «веер» лучей. Все перечисленные факты объясняются
волновой природой света. Поскольку длина световой волны очень мала, –
менее 10
-4
см, - то сильных волновых эффектов можно ожидать, если по-
перечный размер светового пучка становится соизмерим с длиной волны.
Любое нарушение прямолинейности распространения света, не свя-
занное с отражением или преломлением, в оптике связывают с понятием
дифракции. Дифракция характерна для любого типа волн и хорошо наблю-
дается, например, для звуковых волн
или волн на поверхности воды. В оп-
тике для наблюдения дифракции нужны специальные условия. В широком
смысле под дифракцией понимают всю совокупность явлений в волновом
поле, возникающую при наличии препятствий на пути световой волны.
Дифракция имеет огромное практическое значение, поскольку влияет на
формирование оптического изображения, ограничивает разрешающую
способность приборов, устанавливает
предел концентрации света в про-
странстве и т. д.
Первое сообщение о наблюдении дифракции света было сделано
Франциском Гримальди в 1665 г. Источник света освещал отверстие в не-
прозрачном экране, а в плоскости, расположенной позади экрана, измеря-
лась освещенность. Гримальди установил, что переход от света к тени
происходит постепенно, а не резко
. Схема современного варианта опыта

Страницы