Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Дифракція на круглому отворі




Нехай сферична хвиля, що поширюється з точкового джерела , зустрічає на своєму шляху екран з круглим отвором (рис. 225). Дифракційну картину спостерігаємо на екрані Е в точці М, що лежить на лінії, яка з’єднує з центром отвору. Екран Е паралельний до площини отвору і знаходиться від нього на відстані L. Побудуємо на відкритій частині фронту хвилі зони Френеля, що відповідають точці М. Вигляд дифракційної картини залежить від кількості зон Френеля, які укладаються в отворі.

Якщо в отворі укладається m зон Френеля, то згідно з формулами

,

і

амплітуда результуючих коливань у точці М залежатиме від парності або непарності m.

Якщо кількість m зон Френеля непарна, то

.

Якщо в отворі укладається парна кількість m зон, то

.

Отже, коли отвір відкриває непарну кількість зон Френеля, то амплітуда в точці М буде більша, ніж при вільному поширенні хвилі і у точці М буде інтерференційний максимум. Якщо m – парне, то у точці М – інтерференційний мінімум. Амплітуди коливань від двох сусідніх зон практично однакові. Тому

.

В результаті

,

де знак „+” стосується непарної, а знак „–” парної кількості зон Френеля.

Якщо в отворі вкладається одна зона Френеля, то в точці М амплітуда , тобто вдвоє більша, ніж за відсутності непрозорого екрану з отвором. Якщо в отворі вкладається дві зони Френеля, то їх дія в точці М практично компенсована через інтерференцію. Таким чином, дифракційна картина від круглого отвору поблизу точки М матиме вигляд темних і світлих кілець з центрами в точці М (якщо m – непарне, то в центрі буде світлий круг (рис. 226), коли m – парне – темний (рис. 227), причому інтенсивність максимумів зменшується з відстанню від центра картини.

При незмінному положенні джерела світла кількість зон m залежить від діаметра отвору і відстані L. При зміні діаметра отвору в отворі змінюватиметься і кількість зон Френеля, що вміщуються на відкритій ділянці хвильового фронту. Їх кількість буде змінюватись з парної на непарну і навпаки. Внаслідок цього інтенсивність світла в точці M періодично то зменшуватиметься, то збільшуватиметься. Така зміна інтенсивності також спостерігається, якщо екран E переміщати вздовж лінії .

У випадку, коли діаметр отвору великий, так що , то ніякої дифракційної картини на екрані не буде спостерігатись – світло в цьому випадку поширюється прямолінійно.

Якщо отвір освітлюється не монохроматичним, а білим світлом, то кільця будуть мати кольорове забарвлення, бо кількість зон Френеля, які вкладаються в отворі, залежить від довжини хвилі світла.

Дифракція на диску

Нехай сферична хвиля, яка поширюється від точкового джерела , зустрічає на своєму шляху непрозорий диск. У такому разі закриту диском ділянку фронту хвилі треба виключити з розгляду і будувати зони Френеля потрібно, починаючи з країв диска. На рис. 228 показано побудову цих зон для точки М екрана Е, яка
лежить навпроти центра диску. Амплітуда в точці М визначається спільною дією всіх відкритих зон, починаючи з першої:

.

Отже, в точці М завжди буде інтерференційний максимум, який відповідає половині дії першої відкритої зони Френеля. Центральний максимум оточений концентричними темними і світлими інтерференційними кільцями, що чергуються. Зміна інтенсивності світла І із відстанню r від точки M наведена на рис. 226. Зі збільшенням радіуса диска перша відкрита зона віддаляється від М і збільшується кут , між нормаллю до поверхні цієї зони в якій-небудь її точці і напрямком випромінювання в бік точки М. Тому інтенсивність центрального максимуму послаблюється при збільшенні розмірів диска. Якщо радіус диска набагато більший за радіус закритої ним центральної зони Френеля, то за диском буде звичайна тінь з дуже слабкою інтерференційною картиною в її межах.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 887 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Неосмысленная жизнь не стоит того, чтобы жить. © Сократ
==> читать все изречения...

2312 - | 2018 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.209 с.