Дифракция света. Принцип Гюйгенса и Гюйгенса-Френеля. Зоны Френеля. Расчет радиуса зон Френеля. Дифракция на круглом отверстии. Дифракция на круглом диске, пятно Пуассона. Дифракция Френеля и дифракция Фраунгофера.
Дифракция света - явление огибания светом преграды или прохождения через узкое отверстие.
Принцип Гюйгенса: Каждая точка, до которой доходит волновое возбуждение, является в свою очередь центром вторичных волн; поверхность, огибающая в некоторый момент времени эти вторичные волны, указывает положение к этому моменту фронта действительно распространяющейся волны.
Принцип Гюйгенса-Френеля: Световая волна возбуждаемая источником света может быть представлена, как результат суперпозиции когерентных вторичных волн, излучаемым фиктивными источниками. Такими источниками могут служить бесконечно малые элементы любой замкнутой поверхности охватывающей источник. Обычно в качестве такой поверхности выбирают одн из волновых поверхностей. В этом случае все фиктивные источники действуют синфазно. Таким образом для определения некоторой точки в пространстве результирующей интенсивности, нужно учесть интерференцию всех этих вторичных волн.
Френель исключил возможность возникновения обратных вторичных волн, предположил, что если между источником и точкой наблюдения находится прозрачный экран с отверстием, то на поверхности экрана амплитуда вторичных волн равна нулю, а в отверстии такая же как при отсутствии экрана.
Зоны Френеля: Френель предложил разбить волновую поверхность на кольцевые зоны такого размера, чтобы расстояние от краев до точки наблюдения отличалось на λ/2. Колебания от соседних зон проходит до точки наблюдения расстояние отличающееся на λ/2 и приходит к точке наблюдения в противоположной фазе по отношению к предыдущему колебанию и при наложении эти колебания будут ослаблять друг друга.
Расчет радиуса зон Френеля:
(внешний радиус зоны Френеля под номером m)
Дифракция на круглом отверстии: Вид дифракционной картины зависит от числа зон Френеля укладывющихся на открытой части волновой поверхности.
Дифракция на круглом диске: Закрытые диском участки волнового фронта нужно исключить из рассмотрения, и зоны Френеля строить начиная с краев диска. Если диск закрывает m зон Френеля, то амплитуда результирующего колебания: A=Am+1/2
Пятно Пуассона - светлое пятно, яркость которого с увеличением размера диска уменьшается.
Дифракция Френеля относится к случаю, когда на препятствие падает сферическая или плоская волна, а дифракционная картина наблюдается на экране, находящемся на конечном расстоянии от предмета.
Дифракция Фраунгофера (дифракция в параллельных лучах) относится к случаю, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия вызвавшего дифракцию.
