Название: Дифракция, интерференция и поляризация света - Лабораторная работа (И. Г. Пальчикова) Жанр: Технические Просмотров: 1362 |
1.1. дифракция светаДифракцией называется проникновение световых волн в область геометрической тени. Дифракция возникает всякий раз при рассеянии света на препятствиях. Пусть плоская
монохроматическая волна
В приближении геометрической оптики в произвольной плоскости P за экраном наблюдается теневое изображение щели, свет распространяется вдоль тех лучей, которые не закрыты экраном. С точки зрения волновой оптики плоская волна за экраном преобразуется в волновой пакет вследствие ограничения её отверстием. Наблюдаемая на экране P картина является результатом сложения целого набора плоских волн, который находится из разложения светового поля в плоскости P в ряд Фурье [1]. Такое разложение определяет угловой спектр волнового пакета. Разброс в поперечном волновом числе легко оценить согласно соотношению неопределённости: Откуда следует, что угол расходимости q волны за щелью равен
Расходимость волнового пакета
приводит в плоскости P к искажению картины, предсказанной геометрической
оптикой. Эти искажения нарастают по мере удаления плоскости наблюдения от щели.
Продольное сечение светового пучка после щели показано на рис.1б. В большинстве
практических задач оптики отклонения от геометрической оптики предполагаются
малыми: Если расстояние между экраном и щелью удовлетворяет неравенству то искажения теневого изображения будут малы. Можно сказать, что неравенство (3) ограничивает область пространства, в которой справедливы рассмотрения геометрической оптики. При значительном удалении экрана от щели, когда удовлетворяется неравенство, обратное неравенству (3) спектральные гармоники разойдутся в пространстве и создадут на экране картину, которая существенно отличается от теневого изображения. Пространственное распределение амплитуды электромагнитного поля в плоскости P соответствует распределению амплитуд гармоник углового спектра. Этот случай называется дифракцией Фраунгофера, при которой рассматривается дифракционная картина, образованная параллельными лучами. В промежуточном случае
средних расстояний Дифракция Френеля наблюдается
так же в узкой переходной зоне вблизи границы теневого изображения. Ширина этой
зоны порядка В случае дифракции на
полуплоскости на всех расстояниях Если экран закрепить, а изменять ширину D щели от наибольшей до наименьшей, по мере уменьшения D увеличивается искажение теневого изображения и легко прослеживается переход от области геометрической оптики к области дифракции Френеля, а затем - к области дифракции Фраунгофера. Основным физическим принципом волновой оптики, который позволяет решать задачи о дифракции света, является принцип Гюйгенса-Френеля [2]. Согласно этому принципу каждая точка рассматриваемого светового волнового фронта является источником вторичных волн и значение амплитуды световых колебаний в любой наперёд заданной точке пространства можно определить как результат сложения вторичных волн от первоначального волнового фронта. |
|
Разделы
Количество литературы
Всего: 763 читаем
Лучшие из лучших
Философия для специалиста - учеб. пособие. (Т.О. Бажутина)
Экономика природопользования - Задачи и упражнения (В.А. Шоба)
Политология - Учеб. пособие.(Денисенко Н.А)
Франчайзинг в сфере малого предпринимательства - учебное пособие (А. Е. Леонов)
Основы финансового функционально-стоимостного анализа - учебное пособие (Щербаков В. А., Приходько)
Направление системы электросвязи Часть 1 - учебное пособие (Анатолий Денисов, Константин Алексеев)
Маркетинг - учебное пособие (О. А. Кислицына, С. И. Потапович, В. К. Стародубцева)
Практикум по конфликтологии - учебное пособие (И.А. Скалабан)
Информатика. Алгоритмический язык Фортран - учебное пособие (Худяков Д.С., Саблина Г.В.)
Основы работоспособности технических систем. Автомобильный транспорт - учебное пособие (Атапин, В.Г)