4.4. Дифракция



Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. При дифракции световые волны огибают границы непрозрачных тел и могут проникать в область геометрической тени. Дифракция объясняется на основе принципа Гюйгенса–Френеля: каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн. Дифракционная картина является результатом интерференции вторичных световых волн.

Рисунок 4.4.1.
Дифракция от различных препятствий.

Дифракция хорошо наблюдается только на расстояниях где R – характерные размеры препятствия. На меньших расстояниях применимы законы геометрической оптики.

Явление дифракции накладывает ограничение на разрешающую способность оптических инструментов (например, телескопа). Вследствие ее в фокальной плоскости телескопа образуется сложная дифракционная картина. Угловой радиус дифракционного изображения звезды в телескопе с объективом диаметра D равен
  

Рисунок 4.4.2.
Дифракция света в решетке.

На явлении дифракции основано устройство дифракционных решеток. Это совокупность большого количества узких щелей, повторяющихся через расстояние d. Дифракционные решетки делятся на отражательные (штрихи нанесены на металлическую поверхность) и прозрачные (штрихи нанесены на стеклянную поверхность). При прохождении через дифракционную решетку световая волна длиной λ на экране будет давать последовательность минимумов и максимумов интенсивности. Максимумы интенсивности будут наблюдаться под углом φ:
  
где m – целое число, называемое порядком дифракционного максимума.

Рисунок 4.4.3.
Разложение белого света в спектр при помощи дифракционной решетки.


© Интерактивная физика




Использованы материалы сайта www.physics.ru