🗊Презентация Дифракция света

Лекции Дифракция света

Если размер отверстия или препятствия заметно меньше длины волны, то волна с ним не взаимодействует (в шторм волны не проникают в бухту с узким входом, т.к. морские волны длиннее, чем вход в бухту, и «не замечают» этого входа). Если размер отверстия или препятствия заметно меньше длины волны, то волна с ним не взаимодействует (в шторм волны не проникают в бухту с узким входом, т.к. морские волны длиннее, чем вход в бухту, и «не замечают» этого входа). Толщина стволов деревьев, стоящих в воде, меньше длины волны, и волны не взаимодействуют с ними

Если размеры препятствия много больше длины волны, то волны за него не проникают, создается область тени: световая тень, звуковая тень, ограничения при передаче телевизионного сигнала… Если размеры препятствия много больше длины волны, то волны за него не проникают, создается область тени: световая тень, звуковая тень, ограничения при передаче телевизионного сигнала… Область тени в случае поверхностных волн: невозмущенная поверхность воды за большим валуном

Между интерференцией и дифракцией нет существенного физического различия - оба явления заключаются в перераспределении светового потока в результате суперпозиции волн. Между интерференцией и дифракцией нет существенного физического различия - оба явления заключаются в перераспределении светового потока в результате суперпозиции волн. Перераспределение интенсивности, возникающее в результате суперпозиции волн, возбуждаемых конечным числом дискретных когерентных источников, принято называть интерференцией. Перераспределение интенсивности, возникающее вследствие суперпозиции волн, возбуждаемых когерентными источниками, расположенными непрерывно, называют дифракцией волн.

Различают 2 вида дифракции: Различают 2 вида дифракции: Если источник света S и точка наблюдения P находятся от препятствия D на конечном расстоянии, то говорят о дифракции Френеля, Если источник света S и точка наблюдения P находятся от препятствия D настолько далеко, что лучи, падающие на препятствие, и лучи, идущие в точку наблюдения, образуют практически параллельные пучки, - о дифракции Фраунгофера.  

а – дифракция Френеля; а – дифракция Френеля; b – дифракция Фраунгофера

Векторная диаграмма. Векторная диаграмма. Каждая зона Френеля разбивается на кольцевые подзоны. Колебание, создаваемое в точке наблюдения P каждой из подзон, изображается вектором A, длина которого равна амплитуде колебаний, а угол φ дает начальную фазу колебания. Амплитуда колебаний медленно убывает при переходе от подзоны к подзоне. Каждое последующее колебание отстает по фазе от предыдущего на одну и ту же величину. a – векторная диаграмма, полученная при сложении таких векторов; б – вид векторной диаграммы (спираль, вьющаяся вокруг фокуса) при стремлении ширины подзон к нулю.

Зоны Френеля и векторные диаграммы Зоны Френеля и векторные диаграммы OA – вектор, изображающий колебания, возбуждаемые в точке P первой зоной Френеля, АВ – второй зоной; OC соответствует колебанию, создаваемому всей волновой поверхностью, OD - половиной первой зоны Френеля.

Зависимость амплитуды от номера зоны m: Зависимость амплитуды от номера зоны m: Можно показать, что Расчет дает следующие отношения: d1 : d2 : d3 : d4 :… = 1 : 0,41 : 0,32 : 0,27 :… В таких же соотношениях находятся и площади зон. Это означает, что амплитуда колебаний, создаваемых в точке Р отдельными зонами, вначале (для первых зон) убывает очень быстро, затем это убывание становится медленным.

Ломаная линия, получающая при графическом сложении колебаний, идет сначала более полого, чем в случае кольцевых зон (площади которых при аналогичном построении примерно равны). В обоих случаях отставание по фазе каждого следующего колебания взято одним и тем же. Ломаная линия, получающая при графическом сложении колебаний, идет сначала более полого, чем в случае кольцевых зон (площади которых при аналогичном построении примерно равны). В обоих случаях отставание по фазе каждого следующего колебания взято одним и тем же.

(а) - точка Р лежит на границе геометрической тени, все штрихованные зоны закрыты. Результирующее колебание изобразится вектором ОF1; (а) - точка Р лежит на границе геометрической тени, все штрихованные зоны закрыты. Результирующее колебание изобразится вектором ОF1; (б) - при смещении точки Р в область геометрической тени начало результирующего вектора перемещается по правому завитку в направлении полюса F1 - амплитуда колебания монотонно стремится к нулю; (в) - точка Р смещается от границы геометрической тени вправо, начало результирующего вектора скользит по левому завитку спирали в направлении к полюсу F2 (MF1 – случай первого максимума).

(г) – в этом же случае первый из минимумов - NF1; (г) – в этом же случае первый из минимумов - NF1; (д) - волновая поверхность полностью открыта, амплитуда равна длине отрезка F2F1, что в два раза превышает амплитуду на границе геометрической тени (интенсивность – в 4 раза).

На границе геометрической тени I составляет ¼ I0, получающейся на экране в отсутствие преград. На границе геометрической тени I составляет ¼ I0, получающейся на экране в отсутствие преград. При переходе в область геометрической тени интенсивность меняется не скачком, а постепенно стремится к нулю. Справа от границы геометрической тени расположен ряд чередующихся максимумов и минимумов интенсивности.

Количественный критерий определения вида дифракции: Количественный критерий определения вида дифракции: Характер дифракции зависит от значения параметра

СРС Подготовить конспект по теме «Звездный интерферометр Рэлея. Измерение углового диаметра звезд»