принцип Хюйгенс - Френел

Дифракция на светлината (от латински diffractus -. Счупеното, пречупена) - отклонение на разпространение на светлината от законите на геометричната оптика, отразява светлинните лъчи в закръгляне гранични непрозрачни тела, проникване на светлина, за да геометричната сянка, огъване на леки малки препятствия. Дифракция се случва, когато светлината се разпространява в среда с ясно изразен нередности. Дифракция светлина - дисплей вълнови свойства на светлина в екстремни условия на преход от вълната на геометрични оптика. Феноменът на дифракция на светлината може да се обясни въз основа на принципа на Хюйгенс.

принцип на Хюйгенс "- на принципа, че всяка точка от фронтът на вълната в този момент е в центъра на вторичните вълни, което дава позицията на плика на фронта на вълната в следващия момент. принцип на Хюйгенс "дава възможност да се обясни законите на размисъл и пречупване на светлината, но това не е достатъчно, за да обясни феномена на дифракция на Френел, която е допълнена с още Хюйгенс принцип представителство на намесата на вторични вълни.

Хюйгенс-Френел принцип - по-нататъшно развитие на принципа на О. Х. Хюйгенс Френел, който въвежда понятието за съгласуваност и интерференция на вторичните вълни. Съгласно принципа на Хюйгенс-Френел на смущения вълна в някакъв момент може да бъде представен в резултат на смущения на кохерентни елементарни вторични вълни, излъчвани от всеки елемент от повърхността вълна (вълна отпред) на. принцип на Хюйгенс-Френел помага да се обясни дифракция явление. Всеки елемент на зоната на вълна повърхност е източник на вторичен сферична вълна, чиято амплитуда е пропорционална на площта на клетката. Целта на наблюдението на този елемент се люлка

при което - коефициент, зависещ от ъгъла между повърхността нормално и по посока на точката на наблюдение; - разстояние от повърхността на елемент до точката на наблюдение; - фаза на елемента на трептене на мястото на мястото си.

Получената трептенията при точката на наблюдение е суперпозицията на последователни трептения от всички елементи на повърхността на вълната, дойде до точката на наблюдение. За да се изчисли в резултат на трептене амплитуди за случаи, различни от симетрия, Френел предложен метод, наречен метод на Френел зони. Има два вида на дифракция: дифракция и Fraunhofer дифракция на Френел.

Fraunhofer дифракция (успоредни лъчи) - дифракция равнина вълни на препятствие (пречка от източника на светлина се отстранява при безкрайно разстояние).

Fresnel дифракция - дифракция сферична светлинна вълна на нехомогенността (например, отвора на екрана). Френел дифракция се извършва в случаите, когато източника на светлина и на екрана, която служи за наблюдение на дифракционна решетка са разположени в крайните разстояния от препятствията, причинени от дифракция.

Методът на Fresnel зони.

Fresnel зона - пръстеновидните части, които разделят сферичната повърхност на светлинна вълна предната при разглеждането на проблемите на дифракция на вълни в съответствие принцип Хюйгенс с - Fresnel за опростяване на изчисленията при определяне на амплитудата на вълната в дадена точка в пространството. Нека монохроматична вълна се разпространява от точка до точка за наблюдение. Позицията на фронт на вълната в час, показан на фигурата. Съгласно принципа на Хюйгенс - операция Fresnel източник на мястото на действието на вторични (въображаеми) източници, разположени на повърхността на сферична вълна отпред, която е разделена на пръстеновидна зона, така че разстоянието от ръбовете, съседни на точкови зони на наблюдение се различават от където - дължина на вълната. (Фигура - пресечната точка на фронта на вълната с разстоянието на линия = ..). Тогава разстоянието от ръба на та зона до точката на наблюдение е равно на

Външния радиус на зоната Fresnel та

-ти район лента

за не много голяма площ на зоните Френеловите са идентични.

Тъй като вибрации от съседни райони са за разстоянията на точките, които се различават от някои до точката, те влизат в опозиция. При изчисляване на амплитудата на получения метода на трептене на Френел зона трябва също така да се отбележи, че с увеличаване на броя амплитуда зона трептенията, идващи до точка monotonnoubyvayut: A1> A2> A3> A4> .... Можем да предположим, че съм трептене амплитуда е равен на средната аритметична стойност на амплитудите на съседни области: Амплитудата на получените вибрации на светлината, идваща от целия фронт на вълната в точката ще бъде равен на:

Този израз може да бъде представена както следва:

като израз в скоби е нула, и амплитудата на последната зона Fresnel е безкрайно. Следователно, амплитудата произведен от точката върху сферичната фронт на вълната, амплитуда е половината от генерирани зона централната Fresnel. Ако 1М, 0.5 микрона, радиусът на първия Fresnel зона е равна на 0,5 мм. Следователно, светлина от източника до точката на наблюдение, тъй като се простира в рамките на тесен канал напред, т.е. почти в права линия.

Вибрациите от нечетните и дори Fresnel зони са взаимно в antiphase и неутрализират взаимно. Ако някое препятствие припокрива част от сферична фронт на вълната, изчисляване на амплитудата на трептенията Получената в точката на наблюдение от зоната Fresnel записва само отворен Fresnel зона. Ако сложите по пътя на табелката с лека вълна, която ще се припокриват с всички, дори и странно Френел зона, амплитудата на вибрациите на мястото на увеличения наблюдателни драстично. Такава плоча се нарича зона. Зона плоча значително увеличава интензивността на светлината на мястото. действа като леща приближаващите се.