Оптика. Мартынова Г.П. - 90 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

Если радиус отверстия изменять, увеличивая или уменьшая, то число
Френеля будет тоже меняться. Очевидно, что если m – нечетно, в точке
наблюдения будет максимум интенсивности. Это соответствует графиче-
ским построениям на рис. 6, б, г . Если в отверстие укладывается четное
число зон Френеля, то в точке Р будет минимум света (рис. 41, в, д
).
Полученный результат легко проверить экспериментально, используя
когерентный лазерный пучок и ирисовую диафрагму. Например, если
λ
=
0,5 мкм, а b = 100 см, то по формуле (4.7) получаем r
1
= 0,7 мм, r
2
= 1 мм
и т. д. Особенно эффектен опыт, демонстрирующий, что в точке Р дос-
тигается максимальная интенсивность не тогда, когда свет идет свободно,
а когда между источником и точкой наблюдения помещен непрозрачный
экран с крошечным круглым отверстием. При радиусе отверстия порядка
радиуса центральной зоны Френеля (т. е. меньше 1 мм) освещенность в
точке Р в четыре раза выше, чем в отсутствие экрана!
Еще более парадоксальные результаты
можно получить, исследуя дифракцию света
на диске. Схема дифракции показана на
рис.43. Плоская монохроматическая световая
волна падает на круглый непрозрачный диск
радиуса r , а наблюдение поля ведется в не-
которой точке Р , расположенной в области
геометрической тени на оси диска.
P
r
b
Построение векторов результирующей
амплитуды поля с помощью спирали Френеля показано на рис. 44. Из ри-
сунка видно, что даже в случае достаточно большого экрана, закрывающе-
го сразу несколько зон Френеля, интенсивность света в центре геометриче-
ской тени отлична от нуля.
Рис. 43. Схема дифракции
света на диске
Рис. 44. К расчету дифракции света на диске. Амплитуда
поля в точке наблюдения при разных радиусах диска: r = 0
(а); диск закрывает первую зону (б); диск закрывает 2,5 зо-
ны (в); диск закрывает пять зон Френеля (г)
г) в)
б)
а)
В свое время
этот результат рассматривался как аргумент против тео-
рии Френеля. Однако эксперименты, выполненные Домеником Араго, по-
казали, что в центре геометрической тени от непрозрачного диска действи-

Страницы