Дифракция света. Дифракция Френеля. Лекция 13-1

• Дифракция света - это отклонение от прямолинейного распространения света.  

• Дифракция приводит к огибанию препятствий и проникновению света в область геометрической тени.  

• Дифракция характерна для всех типов волн и проявляется при размерах препятствий сравнимых или меньше длины волны.  

• В реальных экспериментах свет проникает в область геометрической тени, создавая чередующиеся светлые и темные полосы.  

• На графике показана зависимость интенсивности света под полуплоскостью.  

• Визуальная картина на экране показывает чередующиеся светлые и темные полосы.  

• Свет от лазерной указки на узкой щели создает чередующиеся светлые и темные области.  

• При прохождении света через круглое отверстие наблюдается яркое пятно, окруженное концентрическими светлыми и темными кольцами.  

• В центре тени при размещении непрозрачного диска наблюдается светлое пятно.  

• Дифракция объясняется принципом Гюйгенса: каждая точка среды становится источником вторичных волн.  

• Принцип Гюйгенса-Френеля: источники света можно заменить светящейся поверхностью с когерентными вторичными источниками.  

• Рассматривается точечный источник света и диафрагма с круглым отверстием.  

• Интенсивность света в точке наблюдения зависит от радиуса отверстия.  

• Метод зон Френеля позволяет объяснить эту зависимость.  

• Волновая поверхность разбивается на кольцевые зоны Френеля.  

• Радиус зоны Френеля вычисляется с помощью теоремы Пифагора.  

• Площади зон Френеля одинаковы при малых значениях м.  

• Зоны Френеля разбиваются на узкие под-зоны.  

• Колебания от под-зон суммируются методом векторных диаграмм.  

• Результирующий вектор описывает спираль Френеля, сходящуюся к точке ф.  

• График зависимости интенсивности света от радиуса отверстия.  

• При радиусе отверстия, равном радиусу первой зоны Френеля, интенсивность света увеличивается в четыре раза.  

• При увеличении радиуса отверстия интенсивность света периодически изменяется, достигая максимума при нечетном числе зон Френеля и минимума при четном.  

• В 1818 году Парижская академия наук предложила тему дифракции света на конкурс.  

• Френель представил работу, объясняющую оптические явления с волновой точки зрения.  

• Пуассон, член конкурсной комиссии, заметил, что теория Френеля предсказывает светлое пятно в центре тени от диска, что подтвердилось опытом.  

• Использование лазера для монохроматического излучения.  

• Число открытых зон Френеля определяется радиусом отверстия, длиной волны и расстоянием между экранами.  

• При большом числе открытых зон Френеля наблюдается геометрическая оптика, при среднем числе — дифракция Френеля, при малом — дифракция Фраунгофера.  

• Использование линзы для расходящегося пучка и препятствия для наблюдения дифракционной картины.  

• Красный луч с длиной волны 0.63 мкм.  

• Уменьшение радиуса отверстия для наблюдения дифракции Френеля.  

• Уменьшение радиуса отверстия приводит к появлению темного кольца на периферии.  

• В центре картины наблюдается чередование светлых и темных точек.  

• При дальнейшем уменьшении радиуса отверстия в центре появляется яркая светлая точка, что указывает на переход к дифракции Фраунгофера.