![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Волновая оптика
- •Коэффициенты отражения и пропускания
- •Интерференция света
- •Получение когерентных волн
- •Ширина интерференционной полосы
- •Длина когерентности
- •Просветление оптики
- •Дифракция света
- •П ринцип Гюйгенса - Френеля (пгф)
- •Пятно Пуассона
- •Дифракция от прямолинейного края полуплоскости
- •С пираль Корню
- •Дифракция Фраунгофера
- •Дифракция Фраунгофера от круглого отверстия
- •Дифракционная расходимость пучка
- •Разрешающая способность объектива
- •Условие минимумов
- •Распределение интенсивности
- •Дифракционная решетка
- •Закон Малюса
- •Двойное лучепреломление
- •Дихроизм
- •Вращение направления линейной поляризации
- •Дисперсия света
- •Волновой пакет
Просветление оптики
На границе раздела
воздух-стекло около 4% энергии света
отражается (в слож-ных оптических
системах отражается около 50% ). Для
уменьшения отражения при преломлении
на поверхность линзы напыляют прозрачный
диэлектрик с
,
где n1
и n2
– показатели
преломления граничащих сред. При этом
амплитуды волн, отра-женных от обеих
поверхностей пленки будут примерно
равными, а её толщину подбирают так,
чтобы эти волны складывались
в противофазе и гасили друг друга.
Интерферометр
Майкельсона
С его помощью измерена длина волны света, изучена тонкая структура спектральных линий, сделано сравнение эталонного метра с определенной длиной волны света, поставлен опыт Майкельсона, показавший независимость скорости света от направления.
Луч света от источника S попадает на разделительную пластинку Р (две склеенные стеклянные пластины с полупрозрачным напылением между ними), разделяется на лучи 1 и 2, которые после отражения от зеркал 31 и З2 вновь попадают на Р и образуют лучи 1' и 2', образующие интерференционную картину в фокальной плоскости зрительной трубы Т. Зеркало 31 - фиксировано, З2 - перемещается вдоль линии луча 2 и может менять угол наклона в двух плоскостях. При этом интерференционная картина зависит от положения зеркала З2, что обеспечивает большие возможности применения прибора.
Дифракция света
Дифракция - огибание волной препятствий.
Значит, световая волна попадает в область геометрической тени и процессы выходят за рамки геометрической оптики . Для теоретического описания дифракции света достаточно решить уравнения Максвелла при определенных граничных условиях, что математически достаточно сложно. Задачи распределения интенсивности света приближенно решают на основе принципа Гюйгенса - Френеля.
П ринцип Гюйгенса - Френеля (пгф)
ПГФ работает при условии, что размеры препятствия превышают длину световой волны. Пусть на пути волны имеется непрозрачная преграда с отверстием S в ней. Разобьем поверхность S на малые участки dS и тогда принцип Гюйгенса-Френеля: для определения колебания в некоторой т. P, лежащей перед поверхностью S, надо найти колебания, приходящие в т. P, от всех элементов dS поверхности S и затем сложить их с учетом амплитуд и фаз.
П
редполагается, что все dS - источники когерентных волн.
Тогда
на векторной диаграмме:
Зоны Френеля
Р
ассмотрим
преграду N
с круглым отверстием, на оси которого
расположен точечный источник света
S.
Сферическая волновая поверхность,
отсеченная преградой, (согласно ПГФ)
является источником вторичных волн,
приходящих в т. Р, лежащую
на оси симметрии отверстия
SO.
Разобьем волновую поверхность
на кольцевые зоны, путем
проведения сфери-ческих
поверхностей радиусов Pb,
Pb+
,
Pb+
и т.д. через
.
Амплитуды
участков dS
одной зоны
примерно равны амплитудам соответствующих
участков
соседней
зоны, площади зон примерно равны.
Значит, в каждой
зоне найдется участок dS,
отстоящий от т. Р на некоторое расстояние
l,
которому соответствует некоторый
участок dS'
соседней зоны, отстоящий от т. Р на
ℓ+
,
т.е.
источники dS
и dS'
имеют разность фаз π и взаимно ослабляют
друг друга.
Значит, если при разбиении волновой
поверхности мы имеем четное
число зон
Френеля, то в т.P
наблюдаем минимум
интенсивности света, если нечетное
- максимум
(одна зона Френеля не скомпенсирована).
Число зон Френеля в данном случае зависит от положения т.
и длины волны λ.
Спираль Френеля
Р
азделим
волновую поверхность на дифференциально
узкие концентрические кольцевые
зоны. От каждой зоны в т. Р приходит
колебание dA
i,
причем с увеличением
расстояния от т. Р амплитуда dAi
уменьшается, а отставание по фазе
растет. Например, для таких зон, лежащих
в первой зоне Френеля: dA1
(от центра первой зоны) отличается от
dAN
(от края первой зоны) на
или на π.
Все
они дают в т. Р суммарный вектор
от
первой зоны Френеля:
Аналогично для второй зоны Френеля:
Т
огда
для первой и второй зон
Френеля
вместе:
и т.д.
По мере увеличения числа зон спираль
будет закручиваться и для всей волновой
поверхности мы получим спираль Френеля:
Значит,
амплитуда колебаний в т.
Р
от
всей волновой поверхности равна половине
амплитуды колебаний от первой зоны
Френеля:
I~
А2
.
При открытии только первых двух зон Френеля световой поток возрастает более чем вдвое, а интенсивность в т. Р падает практически до нуля.