Учебно – методический комплекс (syllabus) по дисциплине «оптика и атомная физика»
жүктеу/скачать 1,42 Mb.
|
УМК ОПТИКА и АТОМ русс
Оптика, УМК ОПТИКА и АТОМ русс
| Лекция №5. .
Дифракция света Принцип Гюйгенса-Френеля. Дифракцией называется огибание волнами препятствий, встречающихся на их пути, или в более широком смысле — любое отклонение распространения волн вблизи препятствий от законов геометрической оптики. Дифракцию объясняет принцип Гюйгенса — именно вторичные волны огибают препятствия на пути распространения первичных волн. Френель дополнил принцип Гюйгенса представлением о когерентности вторичных волн и их интерференции. Согласно принципу Гюйгенса-Френеля, световая волна, возбуждаемая каким-либо источником S, может быть представлена как результат суперпозиции (сложения) когерентных вторичных волн, излучаемых вторичными (фиктивными) источниками — бесконечно малыми элементами любой замкнутой поверхности, охватывающей источник S. Зоны Френеля. Рассмотрим в произвольной точке М амплитуду световой волны, распространяющейся в однородной среде из точечного источника S. Согласно принципу Гюйгенса-Френеля, заменим действие источника S действием воображаемых источников, расположенных на вспомогательной поверхности Ф, являющейся поверхностью фронта волны, идущей из S (поверхность сферы с центром S. Разобьем волновую поверхность Ф на кольцевые зоны такого размера, чтобы расстояния от краев зоны до М отличались на λ/2. Тогда, обозначив амплитуды колебаний от 1-й, 2-й, ... m-й зон через А1, А2, А3,… Ат (при этом А1> А2> А3>…) получим амплитуду результирующего колебания: А = А1 – А2 + А3 –А4+…. При таком разбиении волновой поверхности на зоны оказывается, что амплитуда колебания Ат от некоторой m-й зоны Френеля равна среднему арифметическому от амплитуд примыкающих к ней зон Тогда результирующая амплитуда в точке М будет т.к. . Площади всех зон Френеля равны ,. Где а-длина отрезка SP0 — радиус сферы Ф, b — длина отрезка РдМ. Радиус внешней границы т-й зоны Френеля . При а=b=10 см и λ=500 нм радиус первой зоны r1=0,158 мм. Следовательно, распространение света от S к М происходит так, будто световой поток распространяется внутри очень узкого канала вдоль SM , т.е. прямолинейно. Таким образом, принцип Гюйгенса-Френеля позволяет объяснить прямолинейное распространение света в однородной среде. жүктеу/скачать 1,42 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|