Дифракция света. Характерным проявлением волновых свойств света

Характерным проявлением волновых свойств света
является дифракция света — отклонение от прямолинейного распространения
на резких неоднородностях среды

Дифракция была открыта
Франческо Гримальди в конце XVII в.
Объяснение явления дифракции света дано Томасом Юнгом и Огюстом Френелем, которые не только дали описание экспериментов по наблюдению явлений интерференции и дифракции света, но и объяснили свойство прямолинейности распространения света с позиций волновой теории

Принцип
Гюйгенса — Френеля
Для вывода законов отражения и преломления мы использовали принцип Гюйгенса. Френель дополнил его формулировку для объяснения явления дифракции
Определите, какое дополнение ввел Френель?

Принцип Гюйгенса:
каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн

Принцип
Гюйгенса-Френеля:
каждая точка волновой поверхности является источником вторичных сферических волн,
которые интерферируют между собой

Задание:
Попробуйте предположить как будет выглядеть дифракционная картина?

Дифракционная картина

Задание:
Будет ли вид дифракционной картины зависеть от длины волны (цвета)?
Как будет выглядеть дифракционная картина в белом свете?

Дифракция от различных препятствий:
а) от тонкой проволочки;
б) от круглого отверстия;
в) от круглого непрозрачного экрана.

Препятствие – круглое отверстие R=3.9

Препятствие – круглое отверстие R=3.3

Препятствие – игла d=2.3

Препятствие – игла d=2.3

Препятствие – игла d=2.3

Препятствия

Условия наблюдения дифракции
Дифракция происходит на предметах любых размеров, а не только соизмеримых с длиной волны λ

Условия наблюдения дифракции
Трудности наблюдения заключаются в том, что вследствие малости длины световой волны интерференционные максимумы располагаются очень близко друг к другу, а их интенсивность быстро убывает

Дифракционная решетка
Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторого профиля, нанесенную на плоскую или вогнутую оптическую поверхность, применяются в спектральном приборостроении, лазерах, метрологических мерах малой длины и т.д

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка

Дифракционная решетка
Величина d = a + b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки, где а — ширина щели; b — ширина непрозрачной части

Дифракционная решетка
Следовательно:
- формула дифракционной решетки.
Величина k — порядок дифракционного максимума
( равен 0, ± 1, ± 2 и т.д.)

Френель Огюст Жан (10.V.1788 - 14.VII.1827)
Французский физик. Научные работы посвящены физической оптике.
Дополнил известный принцип Гюйгенса, введя так называемые зоны Френеля (принцип Гюйгенса - Френеля). Разработал в 1818 году теорию дифракции света