Вопрос 8

Дифракция света от простейших преград

     Из-за того, что длина световой волны очень мала, угол отклонения света от направления прямолинейного распространения невелик. Поэтому для отчетливого наблюдения дифракции нужно либо использовать очень маленькие препятствия, либо же располагать экран далеко от препятствий. При расстоянии между препятствием и экраном порядка метра размеры препятствии не должны превышать сотых долей миллиметра. Если же расстояние до экрана достигает сотен метров или нескольких километров, то дифракцию можно наблюдать на препятствиях размером в несколько сантиметров и даже метров.

     На рисунке 31 показано, как выглядят на фотографиях дифракционные картины от различных препятствий: а) от тонкой проволочки; б) от круглого отверстия; в) от круглого экрана.

Рис. 31

     Вместо тени от проволочки видна группа светлых и темных полос; в центре дифракционной картины от отверстия появляется темное пятно, окруженное светлыми и темными кольцами (изменяя диаметр отверстия, можно в центре дифракционной картины получить и светлое пятно, окруженное темными и светлыми кольцами); в центре тени, образованной круглым экраном, видно светлое пятнышко, а сама тень окружена темными концентрическими кольцами.

Вопрос 9

.Диффракция Фраунгофера на щели.

Дифракция Фраунгофера – дифракция в параллельных лучах.

Пусть плоская монохроматическая волна падает нормально к плоскости щели. Оптическая разность хода между двумя крайними лучами, идущими от щели равна . Разобьем волновую поверхность на зоны Френеля. Ширина каждой зоны такая, что разность хода от краев этих зона равна.

Также все точки фронта в плоскости щели колеблются в одинаковых фазах и имеют одинаковые амплитуды.

Из рисунка следует, что при интерференции от каждой пары соседних зон Френеля, амплитуда результирующих колебаний равна нулю, т.к. они взаимно поглощаются. Значит, если число зон Френеля четное, то наблюдается дифракционный минимум, а если нечетное, то наблюдается дифракционный максимум.

Вопрос 10

 Дифракционная решётка. Дисперсия и разрешающая сила дифракционной решётки. Дифракционная решётка (одномерная) представляет собой систему параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделённых равными по ширине непрозрачными промежутками. Дифракция, наблюдаемая при прохождении света через такой спектральный прибор, имеет большое практическое значение. Величина d=a+b называется периодом решётки или её постоянной. Разность хода лучей от 2-х соседних щелей будетДифракционная картина на решётке определяется как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей. Поэтому в тех направлениях, в которых ни одна из щелей не распространяет свет, будут наблюдаться главные минимумы, определяемые условием:(m=1,2,3,….) Выражение(m=1,2,3,…..) задаёт условие главных максимумов. Т.к., то число главных максимумов будет определяться выражениемК тому же в направлениях, задаваемых условием :(m=1,2,3,…,N-1,N+1,…,2N-1,2N+1,… мы получим дополнительные минимумы.  Для решётки из N щелей между 2-мя главными максимумами находится N-1 щелей, разделённых вторичными максимумами, создающими очень слабый фон. Т. о. чем больше щелей, тем больше образуется минимумов между главными максимумами, и тем более интенсивными и острыми будут сами максимумы. Основными характеристиками дифракционной решётки являются дисперсия и разрешающая сила. Дисперсия решётки бывает угловая и линейная. Угловая дисперсия определяет на какой угол расходятся лучи, длины волн которых отличаются на 1Ангстрем.Линейная дисперсия :, где f – фокусное расстояние проецирующей линзы. Разрешающая способность :Растояниедолжно удовлетворять  условию Рэлея, т.е. минимум одного горба должен приходиться на максимум другого. Вывод разрешающей способности решётки: Условия максимумов m-го порядка для лучей 1 и 2 будут,По условию РэлеяилиДля дифракционной решётки интенсивность главных максимумов будет выражаться следующим образом: