Френельдің жарықтың интерференциясы мен дифракциясы туралы зерттеулері

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

Физикалық оптикасына қатысты екінші маңызды жаңалық жарық кедергісінің ашылуы болды. Жарықтың кедергісіндегі қарапайым тәжірибені Гримальди байқады. Тәжірибе келесілерден тұрады: үн сәулесінің жолында екі жақын тесігі бар экран орналастырылған (терезені жабатын жапқышта жасалған); жарық сәулелерінің екі конусы алынады. Экранды осы конустар бір-біріне сәйкес келетін жерге қою арқылы, кейбір жерлерде экранның жарықтандыруы тек бір жарық конусымен жарықтандырылғаннан аз болатындығын байқайды. Осы тәжірибеден Гримальди жарыққа жарық қосу әрдайым жарықтандыруды арттырмайды деген қорытындыға келді.

Дәл сол жылдары ағылшын физигі Роберт Гук (1635 – 1703) тағы бір кедергі жағдайын зерттеді. Ол сабын қабықшалары мен слюданың жұқа тақталарының түстерін зерттеді. Сонымен қатар, ол бұл түстер сабын пленкасының немесе Слюда тақтасының қалыңдығына байланысты екенін анықтады.

Гук бұл құбылыстарды зерттеуге дұрыс көзқарас тұрғысынан келді. Ол жарық эфирде таралатын тербелмелі қозғалыс деп санады. Ол тіпті бұл тербелістер көлденең екендігіне сенді.

Гук жұқа пленкалардағы жарықтың кедергі құбылысын жоғарғы және төменгі беттерден жұқа, мысалы, сабын, пленка жарық толқындарының шағылысуымен түсіндірді, олар көзге түсіп, түрлі түсті сезім тудырады. Алайда, Гук түс деген не екендігі туралы дұрыс түсінікке ие болмады. Ол түстерді тербеліс жиілігімен немесе толқын ұзындығымен байланыстырмады, сондықтан кедергі теориясын жасай алмады. Гуктың түсіндірмесінде біз қазір кедергі деп атайтын бірінші, бірақ таза сапалы және анық емес нұсқасы бар. Бірақ бұл құбылысты ешкім, оның ішінде Гук те түсіне алмады. Шындығында, бақылаулар ақ әлемде жасалды, және бұл жерде құбылыстар тым әр түрлі және күрделі.

Мен өз рефератымда жарықтың кедергі құбылысын зерттеу хронологиясын көрсетемін, сонымен қатар оның мәнін әртүрлі тұрғыдан ашуға тырысамын.

1 Френельдің жарықтың интерференциясы мен дифракциясы туралы зерттеулері

Француз инженері, кейінірек әйгілі физик болған Огюстен Френепь (1788 - 1827) 1814 жылы интерференция мен дифракция құбылыстарын зерттей бастады.

Ол Юнгтің жұмысы туралы білмеді, бірақ ол сияқты бұл құбылыстардан жарықтың толқындық теориясының дәлелін көрді.

1817 жылы Францияның Ғылым академиясы жарық дифракциясы бойынша ең жақсы жұмысқа конкурс жариялады. Френель бұл сайысқа қатысуға шешім қабылдады. Ол өзінің ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижелерін баяндаған қағаз жазып, оны 1818 жылы Ғылым академиясына жіберді. Атап айтқанда, ол бір-бірімен байланысты екі призмадан (Френель бипризмасы деп аталатын) өткен кезде жарық интерференциясы бойынша экспериментті сипаттады.

Френельдің тәжірибесі екі жарық көзінен кедергі жағдайын анық көрсетеді. Осы тәжірибе арқылы Френель қызыл жарықтың толқын ұзындығын есептеді. Сонымен қатар, ол басқа тәжірибелерден анықталған қызыл жарық үшін толқын ұзындығына тең болды. Френель өз жұмысында негізгі назарды жарық дифракциясы бойынша тәжірибелерге аударды, ол үшін ол арнайы теория жасады. Бұл теория кейіннен Гюйгенс – Френель принципі деп аталатын жетілдірілген Гюйгенс принципіне негізделді.

Гюйгенстің айтуы бойынша, жоғарыда көргеніміздей, t уақытындағы толқын беті барлық сфералық толқындардың конверті ретінде қарастырылуы мүмкін, олардың көздері t0 уақытының алдыңғы, Алдыңғы сәттеріндегі толқын бетінің барлық нүктелері болып табылады.