- •Тема 1. Световые волны в прозрачной изотропной среде.
- •Тема 2. Поляризация света.
- •Тема 3. Излучение и поглощение света.
- •Тема 4. Отражение и преломление света.
- •Тема 6. Геометрическая оптика.
- •Тема 7. Спектр света.
- •Тема 8. Интерференция.
- •Тема 9. Дифракция.
- •Тема 10. Дифракционная решетка.
- •Тема 11. Голография.
- •Тема 12. Дифракционный предел разрешения.
- •Тема 13. Взаимодействие света с веществом.
- •Тема 14. Термодинамика излучения.
Тема 9. Дифракция.
Интегральная теорема Кирхгофа.
Пусть , тогда
Если , то, гдеEP— комплексная амплитуда поля в точке наблюденияP,S— замкнутая поверхность вокруг точки наблюдения,r— расстояние от точки наблюдения до элемента поверхностиdS,n— внешняя нормаль поверхности.
Скалярная теория дифракции Кирхгофа.
Пусть источник света точечный , тогда
=>
, где
EP— комплексная амплитуда света в точке наблюдения (r=0),
α0— угол между направлением света, пришедшего от источника к элементу поверхностиdS, и внутренней нормалью к поверхностиS,
α — угол между направлением внутренней нормали и направлением от элемента поверхности dSна точку наблюденияP.
— коэффициент наклона.
Дифракция Френеля.
— радиусm-ой зоны Френеля, гдеL1— расстояние от источника до отверстия,L2— расстояние от отверстия до точки наблюдения.
— радиусm-ой зоны Френеля для плоской волны до отверстия.
=>
Пятно Пуассона.
Зонная пластинка. Фокус зонной пластинки. Отношение интенсивностей в фокусе линзы и зонной пластинки. Ложные фокусы зонной пластинки.
Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии.
— угловой радиус первого темного кольца
, где,
Дифракция Фраунгофера на одной щели.
, где
Дифракция Фраунгофера на прямоугольном отверстии.
, где,
Принцип Бабине.
Факультативно. Дифракция Фраунгофера и
Фурье-образ амплитудного коэффициента пропускания.
Дифракция Френеля на краю экрана. Спираль Корню.
Тема 10. Дифракционная решетка.
Главные дифракционные максимумы решетки.
, где— порядок дифракции
, гдеd— шаг решетки, α1— угол падения света, α2— угол дифракции.
— уравнение для угла дифракцииm-ого порядка дифракции.
Угловая ширина дифракционного максимума решетки.
, гдеN— число штрихов решетки,d— шаг решетки,D— ширина решетки.
Спектральное разрешение дифракционной решетки. Критерий Рэлея.
, гдеm— порядок интерференции,N— число штрихов решетки.
Побочные максимумы дифракционной решетки.
— относительные интенсивности побочных максимумов.
Условие отсутствия четных дифракционных максимумов решетки.
— целое число, это условие отсутствия главного максимумаm-ого порядка, где— ширина прозрачной части штриха.
Дифракционная решетка с синусоидальным коэффициентом пропускания.
, гдеи.
Фазовая дифракционная решетка.
Отражательная дифракционная решетка.
Решетка с профилированным штрихом.
Тема 11. Голография.
Голограмма плоской световой волны.
Голограмма точки при нормальном падении опорной волны.
=>=>
При :,
при :.
Голограмма точки при наклонном падении опорной волны.
Плоская голограмма протяженного объекта.
Толстослойная голограмма.
=>и.
Пусть при записи голограммы =>.
Пусть при воспроизведении голограммы =>
=>
=> мнимые изображения от разных слоев голограммы не совпадают при условии.