Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Физика для школьников старших классов и поступающих" -> 139

Физика для школьников старших классов и поступающих - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих — М.: Дрофа, 2005. — 795 c.
ISBN 5-7107-9384-1
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyashkolnikovstarshihklasov2005 .djvu
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 236 >> Следующая


А = 5 • IO-5 см получаем Oi- 8 ¦ IO-5 см2). С увеличением і увеличивается и расстояние Ti от зоны до точки Mt и угол Cti между нормалью к поверхности зоны и направлением в точку М. Поэтому, согласно принципу Гюйгенса—Френеля, A1 > A2 > A3 > > ... HAi ~ (Ai-J + Аі+1)/2. Следовательно, амплитуда колебаний в точке M равна A ftiA1/2, т. е. результирующее действие всего открытого волнового фронта равно половине действия первой (центральной) зоны Френеля, радиус которой очень мал. Таким образом, практически можно считать, что свет распространяется из Sq в M прямолинейно.

5°. Если на пути монохроматического света от точечного источника Sq поставить экран, закрывающий все зоны Френеля для точки наблюдения М, кроме первой, то амплитуда и интенсивность света в точке M увеличатся соответственно вдвое и вчетверо по сравнению с их значениями в отсутствие экрана:

А = A1 и I = A12. Значительно большее усиление света в точке M можно осуществить с помощью зонной пластинки — стеклянной пластинки, на поверхность которой нанесено непрозрачное покрытие в виде колец, закрывающих только четные (либо только нечетные) зоны Френеля. Зонная пластинка действует на свет подобно собирающей линзе.

§ V.2.2. Дифракция Френеля

1°. Дифракцией света называется совокупность явлений, которые обусловлены волновой природой света и наблюдаются при его распространении в среде с резко выраженной рптиче-ской неоднородностью (например, при прохождении через отверстия в экранах, вблизи границ непрозрачных тел и т. п.). В более узком смысле под дифракцией света понимают огибание светом встречных препятствий, т. е. отклонение от законов геометрической оптики.
§ V.2.2. ДИФРАКЦИЯ ФРЕНЕЛЯ

463

Различают два случая дифракции света — дифракцию Френеля, или дифракцию в сходящихся лучах, и дифракцию Фраунгофера, или дифракцию в параллельных лучах. В первом случае на препятствие падает сферическая или плоская волна, а дифракционная картина наблюдается на экране, находящемся позади препятствия на конечном расстоянии от него. Во втором случае на препятствие падает плоская волна, а дифракционная картина наблюдается на экране, который находится в фокальной плоскости собирающей линзы, установленной на пути прошедшего через препятствие света. При дифракции Френеля на экране получается «дифракционное изображение» препятствия, а при дифракции Фраунгофера — «дифракционное изображение» удаленного источника света.

2°. В простейших задачах дифракции Френеля вид дифракционной картины можно выяснить, пользуясь методом зон Френеля (V.2.1.40).

Пример 1. Дифракция Френеля на небольшом круглом отверстии в непрозрачном экране AB (рис. V.2.4). При освещении отверстия монохроматическим светом с длиной волны А, на экране Э, параллельном AB, наблюдается система чередующихся темных и светлых интерференционных колец с общим центром в точке О, лежащей напротив центра отверстия. Если для точки О в отверстии укладывается четное чис-ло 2k (k = 1, 2,...) зон Френеля, то в точке О находится темное пятно — амплитуда света в точке О меньше, чем в отсутствие экрана:

А ~ (Al -А2*)/2 < Aj/2,

3 0 Э О

Рис. V.2.4

Рис. V.2.5
464

ГЛ. V.2. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

где Ai — амплитуда, соответствующая одной і-й зоне. Если число зон нечетно (2k + 1), то в точке О находится светлое пятно:

А ~ (A1 +A2Jt + i)/2 > A1/2.

Если отверстие освещается белым светом, то на экране Э наблюдается система концентрических цветных колец.

Число зон Френеля, укладывающихся в отверстии, и контрастность интерференционной картины зависят от отношения диаметра отверстия d к расстоянию I между экранами AB и Э. По мере увеличения d/l амплитуда света в центре экрана

Э приближается к A1/2 и контрастность интерференционных колец уменьшается.

3°. Пример 2. Дифракция Френеля на небольшом диске (непрозрачном круглом экране). Способ построения открытых зон Френеля на волновой поверхности S падающей монохроматической сферической волны показан на рис. V.2.5. Интерференционная картина на экране Э имеет вид концентрических темных и светлых колец с центром в точке О, где всегда находится интерференционный максимум (пятно Пуассона). Амплитуда света в точке О равна половине амплитуды A1, соответствующей действию в этой точке одной только первой открытой зоны Френеля: А = Aj/2. При освещении диска белым светом в центре экрана Э наблюдается белое пятно, окруженное системой концентрических цветных колец.

По мере увеличения отношения диаметра диска d к расстоянию I от диска до экрана Э яркость пятна Пуассона постепенно уменьшается, а следующее за ним темное кольцо расширяется, образуя область тени за диском.

§ V.2.3. Дифракция Фраунгофера

1°. Пример 1. Дифракция света на узкой длинной щели в непрозрачном экране (рис. V.2.6). Ширина щели BC = Ъ, а длина в направлении, перпендикулярном плоскости рисунка, I 2> Ь. Свет падает на щель нормально к ее поверхности, так что колебания во всех точках щели совершаются в одной фазе. Дифракционная картина наблюдается на экране Э, установленном в фокальной плоскости собирающей линзы JI. Параллель-
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 236 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed