MS PowerPoint, 1,51 Мб

Л.40 (32)
Дифракция
E  Em (101) Амплитуда
Физическое явление,
которое заключается
в том, что волны
огибают те
препятствия, размер
которых меньше или
порядка длины
волны
Дифракция и
интерференция
близкие,
родственные
явления: опыт Юнга
10
ЭМВ
Физическое явление, которое
заключается в отклонении от
законов геометрической оптики
при распространении света в
среде с резкими
неоднородностями
l2
z
l1
0
d
L
z
11. Дифракция волн. Типичная
дифракционная картина.
b2 /(l )  1
Дифракция Френеля
b2 /(l )  1
b /(l )  1
2
Дифракция Фраунгофера
20
Свойства волн (волновые явления): Дифракция
  b Нет дифракции –
геометрическая оптика
 b
Есть дифракция
Огибание волнами препятствий, размер которых
меньше или порядка длины волны
30
Работал инженером по ремонту 35
и строительству дорог – дороги во
Франции хорошие…
Участник боевых действий
(Наполеон)
Физику изучил самостоятельно!!!
Принцип Гюйгенса-Френеля
Огюстен Жан Френель
(1788-1827) Вся
волновая оптика.
Образование:
Политехническая
школа (1806), Школа
мостов и дорог (1809)
Теория интерференции и
дифракции света
Формулы Френеля – поляризация
света при отражении
Зеркала и бипризма Френеля
36
Фонари для маяков,
в которых свет
усиливается линзами
Френеля
37
Молодой дорожный инженер Огюстен Френель (1788—1827),
присоединившийся волонтером к роялистским войскам,
которые должны были преградить дорогу Наполеону во
время его возвращения с острова Эльба, в период Ста дней
был уволен со службы и вынужден был удалиться в Матье,
близ Казна. Молодой инженер, почти не сведущий в оптике,
находясь в Казне, посвятил себя исследованию дифракции,
имея в своем распоряжении лишь случайное и примитивное
экспериментальное оборудование. Два мемуара, представленных им 15 октября 1815 г. Парижской Академии наук, были
первым результатом этих трудов. Араго, которому вместе с
Пуаcсоном поручили рассмотреть их и прореферировать,
нашел их настолько интересными, что добился для Френеля,
который с наступлением реставрации был вновь принят на
службу, приглашения в Париж для повторения своих опытов
в более благоприятных условиях. (Mathieu, Caen)
Открыл спектральные линии в
солнечном излучении
38
Впервые применил дифракционную
решётку для измерения длин волн
спектральных линий
Работал в Мюнхене (тогда Королевство
Бавария)
Йозеф Фраунгофер
(1787-1826) Подмастерье и
мастер в стекольной и
зеркальной мастерской.
Образование: математическое самообразование
40
Расчёт распределения интенсивности в
дифракционной картине: метод зон Френеля
l1
lm
Em+1 +Em-1
Em 
(402)
2
screen
E  E0  E1 +E2  E3 +... (401)
lm
ml1l2
rm 
(403)
l1  l2
l2
m 
l1l2
l1  l2
(404)
Метод зон Френеля: открыта одна зона
E  E0 (501)
I  I 0 (502)
l1
I
l2
z
50
60
Метод зон Френеля: открыто две зоны
E  E0  E1 (601)
E0  E0
E2  E2
E
   E1 +  
(602)
2  2
2  2
l1
I
l2
I0
I 
(603)
4
z
Парадоксы теории Френеля: если закрыть - за экраном
светло, если открыть – напротив отверстия темно
65
70
Метод зон Френеля: все зоны открыты
E  E0  E1 +E2  E3 +... (701)
l1
lm
screen
E0  E0
E2   E2
E4 
E
   E1 +     E3   +... (702)
2  2
2   2
2 
lm
l2
Это в 4 раза меньше, чем если
открыта одна зона!
I0
I
(703)
4
80
Метод зон Френеля: пятно Пуассона
Em
E

2
Em2   Em2
Em4 
 Em
 Em1 +
 Em3 +


 +... (801)
2   2
2 
 2
l1
c 0 E
I
2
I
2
(802)
Im
I
(803)
4
l2
z
85
Дифракция Фраунгофера на щели
2m  1

 (852)
2
b sin  max
 sin  b /   sin   
I ( )  I 0 
 (851)
  b /   sin   
2

0
I
b
b sin min
L
(853)
z
2m


2
90
Дифракционная решётка
 sin  b /   sin   
I Э ( )  I 0 

  b /   sin   
d sin max  m (902)
2
 sin  N  d /   sin   


 sin  d /   sin   
2
(901)
Фазированная антенная решётка
93
Дифракция ограничивает разрешающую способность
оптических приборов
95