Составители:
Рубрика:
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТЕ 254
ДИФРАКЦИЯ СВЕТА
Дифракция - это явление, свойственное волновым процессам. Оно
заключается в отклонении света от прямолинейного распространения при
прохождении около препятствий или через узкие щели. Заходя эа края
препятствий в область геометрической тени, световые волны образуют на
экране, установленном на пути света, дифракционную картину - чередующиеся
темные и
светлые полосы, начинающиеся у края тени. Дифракция - это
огибание волнами препятствий с последующей интерференцией этих волн.
Наиболее четкие дифракционные картины наблюдаются в тех случаях,
когда размеры препятствий оказываются сравнимыми с длиной волны света.
Различают два типа дифракции: а параллельных лучах - дифракция
Фраунгофера и в сходящихся (расходящихся) пучках - дифракция Френеля.
Для
точного расчета интенсивности света в дифракционной картине
необходимо решить дифференциальные уравнения электромагнитной теории
Максвелла с граничными условиями, которые определяются физическими
свойствами экранов, препятствий и других неоднородностей среды. Из-за
сложности математической задачи такие решения существуют лишь для
ограниченного числа частных случаев.
Простейшее объяснение дифракции основано на принципе Гюйгенса-
Френеля в соответствии
с которым каждая точка волнового фронта, т.е. каждая
точка, до которой доходит световая «волна» является источником вторичных
сферических волн. Огибающая этих вторичных волн в каждый последующий
момент времени является новым фронтом волны (см, рис.1). Результирующее
колебание а любой точке пространства рассчитывается как результат
интерференции вторичных волн, излучаемых всей волновой
поверхностью.
S
Рис.1. Возникновение вторичных источников света
Рассмотрим дифракцию Фраунгофера от одной щели Пусть на щель шириной b
падает перпендикулярно плоская монохроматическая световая волна от
источника S (см. рис.2). За щелью помещается линза 1) и в фокальной
плоскости этой линзы - экран Р. Если освещение производится, например,
красным светом, то на экране будет наблюдаться центральная красная
полоса и
слева и справа от нее чередующиеся красные и черные полосы. Если щель
освещается белым светом, состоящим из множества волн различной длины, то
на экране вблизи центрального белого максимума Будут наблюдаться радужно
окрашенные полоски.
