Физика > Дифракция на одной щели
Рассмотрите явление дифракции на одной щели в принципе Гюйгенса. Изучите условия максимума дифракции, схема длин волн одной щели, формула интенсивности волны.
Дифракция на одной щели появляется, если волны пробираются сквозь узкую щель и изгибаются, формируя интерференционный узор.
Задача обучения
- Вывести принцип Гюйгенса.
Основные пункты
- Все точки на волновом фронте выступают источниками всплесков. Они распространяются по прямой со скоростью, повторяющей показатель изначальной волны.
- Если щель по длине превосходит длину волны, то количество точечных источников распределяется по ширине равномерно.
- Свет в любой конкретной точке состоит из добавления каждого источника.
- Результирующие разности фаз обусловливаются отличием в длине маршрута перемещения.
Термины
- Дифракция – волновой изгиб вокруг краев отверстия или на преграде.
- Монохроматический – световой луч с единой длиной волны.
Дифракция
Дифракция - явление, представляющее собою волновой изгиб вокруг края отверстия или преграды. Подобное способно произойти с любой волной и объясняется принципами Гюйгенса-Френеля и суперпозиции. Все точки на волновом фронте выступают источниками всплесков и распространятся по прямой. Новый волновой фронт – прямая. В любой точке чистый результат множественных стимулов приравнивается к их суммированию.
Дифракция на одной щели
Дифракционный узор формируется по длинам волны и прорези. На нижнем рисунке можете рассмотреть этот процесс. Что же будет, если длины волн и щели не сходятся?
Дифракция для одной щели, когда длины щели и волны совпадают
В таком случае, щель будет формировать эффекты, напоминающие помехи. Думайте о щели не как о длинном разрезе, а как о нескольких точечных источниках.
Здесь отображены дифракция для одной щели с четырьмя длинами волн
Если хотите усилить эффект, то взгляните на монохроматическую длину волны. Она формирует волновой фронт, расположенный в единой фазе. Свет в любой точке будет представлен вкладом каждого источника.
Можно измерить интенсивность волны по формуле:
Интенсивность под любым углом выводится как соотношение ширины щели, длины волны и интенсивности исходных волн перед прохождением сквозь щель:
где x равен:
Раздел Физика |
|||||
Суперпозиция и помехи | |||||
Дифракция | |||||
Дальнейшие темы | |||||
Приложения волновой оптики |