3.3 Дифракция от среднего отверстия

Дифракция – это совокупность явлений, связанных с отклонениями от законов геометрической оптики: огибание препятствий, проникновения света в область темных. Между дифракцией и интерференцией нет принципиальных различий – перераспределение светового потока в результате суперпозиции волн. Различают два вида дифракции. Если источник света далеко от препятствий, так, что лучи параллельные, то дифракция Фраунгофера, иначе – Френеля. Рассмотрим дифракцию Френеля на круговом отверстии.

Сферическая волна от источника встречает на своем пути экран с крупным отверстием. Дифракция на экранев точке. Разобьем открытую часть волновой поверхностина зоны Френеля. Вид дифракции характерно зависит от числа зон, укладывающихся в отверстия. Амплитуда результирующих колебаний

«-» - четным , «+» - нечетным. Когда отверстие открывает нечетное число зон Френеля, то амплитуда в точкебудет больше, чем при свободном распространении волны, если четное – равно нулю.

Если 1 зона, то в точке амплитуда, т.е. вдвое больше, чем в отсутствие экрана с отвода. Если – две – то действие их практически уничтожают друг друга из-за интерференции.

Таким образом дифракционная картина от круглого отверстия вблизи точки В будет иметь вид чередующих темных и светлых полос с центром в точке В.

3.4. Дифракционная решетка

Дифракционная решетка – это система параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрогразироваными промежутками.

Рассмотрим дифракцию Фраунгофера.

Дифракционная картина на решетке определяется как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей.

Ширина щели ширина непрозрачных участков.

- постоянная или период решетки.

- главные максимумы

- главные минимумы.

4 Взаимодействие электромагнитных волн с веществом

4.1 Дисперсия света

Дисперсией света называется показатели преломления вещества от частоты(длины) света или зависимость фазовой скоростисветовых волн от частоты.

Дисперсией света представляется в виде зависимости

(4.1)

Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму. Впервые экспериментальное наблюдение дисперсии принадлежит И. Ньютону (1672).

Рассмотрим дисперсию света в призме. Монохроматический луч света падает на призму с показателем преломления , под углом. После двукратного преломления (на левой и правой границе) луч оказывается отклоненным от первого направления на угол.

(4.2)

т.е. отклоняет лучей тем больше, чем больше преломляющий угол призмы.

Из (4.2) следует, что зависит от (n-1), т.е. (так как n – функция длины волны) следовательно лучи разных длин волн после прохождения призмы окажутся отклонениями на разные углы, т.е. пучок белого света за призмой разлаживается в спектр (это и наблюдал Ньютон).

Величина называется дисперсией вещества, показывает как быстро изменяется показатель преломления с длиной волны.

Для всех прозрачных веществ показатель преломления уменьшается с увеличением длины волны, т.е. такая дисперсия называется нормальной.

если - аномальная дисперсия.

Это происходит вблизи линий и полос поглощения.