4. Дифракция света
продолжение

Дифракционная картина, образованная параллельными
лучами называется дифракцией Фраунгофера

M

В1
?

В0

S
f1

M?

f2

l

Дифракция Фраунгофера наблюдается при

Э

l ?? l Д

b2
т.е . l ?
.
?

4.6. Дифракция Фраунгофера на одной щели
Фраунгофер (1787-1826)
b
М

N

? = MN = b sin?

?
F

?
C

В точке В0 (главный фокус линзы)
волны приходят в одинаковой фазе.
Здесь
возникает
максимум
интерференции
независимо
от
длины волны

D

B

B0

Э

Расчет дифракционной картины с помощью метода зон Френеля

Число зон Френеля:

b

n?

b sin?
.
? /2

Условия минимумов:

n ?2m

?
?
2

b sin?

b sin? ? ?2m ?
2
m = 1, 2, 3, ……..
Условия максимумов:

b sin? ? ? 2k ?1 ? .
2

?

?

k = 1, 2, 3, ……..

Распределение интенсивности в дифракционной картине

J

k
m

-2

-1
-2

0
-1

1
1

2
2

b sin ?
?

4.7. Дифракция Фраунгофера на дифракционной
решетке
В дифракционной решетке
осуществляется многолучевая
интерференция

?
а

b

d

d = a + b – период дифракционной
решетки

?
dsin?

Л

В точке В0 максимум для
всех длин волн.
Главные минимумы возникают
в
результате
интерференции
волн, выходящих из каждой
отдельно взятой щели.

f

Условия главных минимумов:

Э
В?

В?

b sin? ? ?2m ?
2

Главные максимумы возникают в результате интерференции
волн, выходящих из соответствующих точек всех щелей.
Условия главных максимумов:

?
а

b

d sin? ? ?2k ?
2

d

k = 1, 2, 3, ……..

?

Дополнительные минимумы
возникают
в
результате
интерференции
волн,
выходящих из соответствующих
точек всех щелей.

dsin?

Л
f
Э
В?

В?

Условия дополнительных минимумов:

d sin? ? ? p ? ,
N

где p ?1, 2...N ? 1, N ? 1, .....

Главны е
м иним ум ы

М и н и м ум и нтер ф ерен ц и и волн
от к аж дой щ ели в отдельн ости
Главны е
М ак си м ум и н тер ф ер ен ц и я волн ,
м ак си м ум ы
вы ходящ и х и з соответствую щ и х
точ ек р азн ы х щ ел ей
Д оп олн ительн ы е М и н и м ум и нтер ф ер ен ц и я волн ,
м иним ум ы
вы ходящ и х и з соответствую щ и х
точ ек р азн ы х щ ел ей
Главны е м иним ум ы
г д е m = 1 , 2 , 3 ,… … … .

b sin ? ? ? m ? ,

Г лавн ы е м ак си м ум ы
d sin ? ? ? 2 k

?
? ?k? ,
2

г д е k = 1 , 2 , 3 ,… … .

Д оп олн ительн ы е м и н им ум ы
d sin ? ? ?

p
?,
N

г д е p = 1 , 2 , N -1 , N + 1 ,

Распределение интенсивности при дифракции на четырех щелях

4.8. Пространственная решетка.
Рассеяние света
Типы решеток

Дифракция света может происходить также в мутных средах – средах с явно
выраженными оптическими неоднородностями. Свет, проходя через мутную среду,
дифрагирует от беспорядочно расположенных микронеоднородностей, давая
равномерное распределение интенсивностей по всем направлениям, не создавая какойлибо определенной дифракционной картины. Происходит рассеяние света в мутной
среде.

М. Смолуховский (1872 – 1917) указал, что причиной рассеяния света могут быть
флуктуации плотности, возникающие в процессе хаотического (теплового) движения
молекул среды

4.9. Дифракция на пространственной решетке.
Формула Вульфа- Брэггов

?
d
d

Формула Вульфа - Брэггов

?
dsin?

2dsin ? = m?

4.10. Разрешающая способность оптических
приборов
?

???
?

?

k+1/N

k

?

4.10.1. Разрешающая способность объектива

??

1, 22?
??
D

1
R?
??

?

D – диаметр объектива

Разрешающая способность объектива

?? – наименьшее угловое расстояние межу двумя точками, при
котором они еще оптическим прибором разрешаются

R?

?
??

? ? ??

?

Первый минимум после
k-ого максимума
?

k-ый максимум
????

?
1?
d sin? ? k ? ? ? ?? ?
d sin ? ? ? k ? ? ?
k
k ?
N?
1?
?
k
?
?
? ? ?k ? ? ? ?? ?
N?
?

R?

?
L
dN
?kN ?
?
??
?
?






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.