Дифракция света

                       ДИФРАКЦИЯ   СВЕТА

           Явление дифракции света заключается в отклонении световых волн от прямолинейного пути в, случае прохождения света через малые отверстия или мимо малого непрозрачного экрана (препятствия) в оптически однородной среде.

Дифракция световых воли практически наблюдается, если размера отверстий или препятствий одного порядка с длиной световых волн или если место наблюдения дифракции находится на большом расстояний от, отверстия или препятствия. Дифракция, так же как и явление интерференции, характерно для волнового процесса.        

Дифракция света разделяется на два случая:

1. Преграда .или отверстие, на котором происходит дифракция света, находится на, конечном расстоянии от экрана, на котором производится наблюдение (дифракция Френеля). В этом случае имеет дифракцию сферических световых волн.
2. Дифракция наблюдается для плоских световых bojih  —  в параллельных лучах (дифракция Фраунгофера). В .этом

 случае дифракционная картина наблюдается только с помощью линзы, собирающей лучи в- фокальной плоскости; или глазом, аккомодированным на бесконечность.

При расчетах дифракционных явлений пользуются особым приемом, который предложил Френель, называющимся принципом  Гюйгенса — Френеля. Принцип Гюйгенса — Френеля представляет собой естественное развитие  принципа Гюйгенса. Принцип Гюйгенса формулируется так: каждая точка волновой поверхности * световых волн  является источником вторичных (элементарных) волн. Огибающая поверхность вторичных волн будет новым положением волновой поверхности, распространяющейся световой волны  а — образование плоской волны, на рис. 1, б — сферической: / — старое Положение волновой поверхности — фронта волны, II — новое положение, А — вторичные (элементарные) световые волны с центрами в точках b, bltЪ2, I — световые лучи — направление распространения волн.

[pic 1]

Принцип Гюйгенса решает задачу о распространении волнового фронта, но не решает задачу об интенсивности волн (элементарных — А), которые идут в различных направлениях, Принцип Гюйгенса — Френеля рассматривает интенсивность результирующей волны как результат интерференции вторичных волн. Таким образом, принцип Гюйгенса — Френеля представляет собой соединение принципа Гюйгенса (распространение волнового фронта) с высказыванием Френеля об интерференции элементарных волн,' который приводит к тому, что при распространении в пространстве световых волн свет будет наблюдаться только там, где вторичные волны при интерференции усиливают друг друга.

[pic 2]

Интерференция вторичных волн, по Френелю, происходит следующим образом: пусть из точки S.распространяется сферическая волна. Окружим источник световых волн воображаемой поверхностью РР и будем считать ее за источник световых волн. В точку С, находящуюся на расстоянии г0 от поверхности РР, будет приходить излучение от бесконечно малых элементов dS поверхности РР. Излучения элементов dS можно рассматривать как вспомогательные когерентные источники, поэтому в точке С вторичные волны, исходящие из dS,будут интерферировать между собой и их совокупное действие определяется в точке С как интерференционный эффект. В точке С будем наблюдать свет только в том случае, если вторичные волны от dS при интерференции усиливают друг друга. В тех. же местах, где вторичные волны при сложении гасят друг друга, будет темнота. Принцип Гюйгенса — Френеля имеет общее значение и служит для объяснения различных световых явлений, в том числе и для объяснения прямолинейного распространения света. Принцип Гюйгенса — Френеля является лишь приемом для расчетов направления распространения волн и распределения их интенсивностей по различным направлениям, вторичные волны являются фиктивными.