Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Принцип Гюйгенса-Френеля. Пусть свет от точечного источника S распространяется в изотропной (однородной) среде, т.е
|
|
Пусть свет от точечного источника S распространяется в изотропной (однородной) среде, т.е. распространяется сферическая волна (рис. 35, а).
|
| ||||||
| а | б |
Рис. 35. К принципу Гюйгенса.
Согласно принципу Гюйгенса каждый элемент волнового фронта световой волны можно рассматривать как источник вторичных сферических волн, а новое положение фронта волны определяется как огибающая этих элементарных волн. Те же рассуждения справедливы и для плоской волны (рис. 35, б).
Френель дополнил принцип Гюйгенса идеей интерференции вторичных волн.
Дифракционная решётка
Дифракция света используется, например, в спектральных приборах. Одним из основных элементов во многих из них является дифракционная решетка – совокупность большого числа одинаковых, расположенных на равном расстоянии друг от друга щелей. Пусть ширина щелей равна b, и они находятся друг от друга на расстоянии a (рис. 36).
Величину d = a + b называют постоянной решётки.
Пусть на решётку падает плоская световая волна. В результате дифракции из каждой щели световая волна распространяется не только в первоначальном направлении, но и по всем другим направлениям. Колебания от каждой щели являются когерентными, поскольку вторичные источники созданы одной падающей плоской волной с длиной волны 
.
Рис. 36. Дифракция света на дифракционной решетке
Рассмотрим результат интерференции параллельных пучков света, идущих от двух соседних щелей. Оптическая разность хода этих лучей
,
где φ – угол отклонения световых лучей от перпендикуляра к плоскости решетки.
Если эта разность хода равна целому числу длин волн 
, то будет наблюдаться интерференционный максимум. Следовательно, условие максимума интенсивности света, даваемого дифракционной решеткой по направлению 
, будет выражено как
,
где d – постоянная (период) дифракционной решётки, φ – угол дифракции, m – порядок максимума (
), - длина световой волны.
Это выражениетакже называют уравнением дифракционной решетки.
Как следует из этого уравнения, условие максимума для каждой длины волны света выполняется при своем значении угла дифракции. В результате при прохождении через дифракционную решетку пучок белого света разлагается в спектр.
Так как длина волны минимальна для фиолетовых лучей
(λ ф ≈ 400 нм) и максимальна для красных (λ кр ≈ 760 нм), угол дифракции φ ф минимален, а φ кр - максимален, т.е. решетка сильнее всего отклоняет красные лучи.
|
|