Дифракція світла

Дифракція

На отворі

На перешкоді

Дифракція – це явище обгинання хвилями перешкод

Дифракція механічних хвиль

Дифракція

Дифракційна картина – це інтерференційна картина, отримана внаслідок дифракції

Дифракція спостерігається:

1) коли лінійні розміри перешкод, на які падає хвиля (або розміри отворів, через які хвиля поширюється), порівнянні з довжиною хвилі

2) коли відстань від перешкоди до місця спостереження набагато більша за розмір перешкоди

Хвилі, що обгинають перешкоду, когерентні, тому дифракція завжди супроводжується інтерференцією

Чи може світло обгинати перешкоди?

Дифракція світла

На вузькій щілині

Дифракція світла – це обгинання світловими хвилями межі непрозорих тіл і проникнення світла в ділянку геометричної тіні

На тонкому дроті

На невеликому круглому екрані

На невеликому круглому отворі

Як утворюється дифракційна картина паралельного пучка світла на вузькій щілині?

Принцип Гюйґенса – Френеля

Побудував кількісну теорію дифракції світла

Оґюстен Жан Френель (1788-1827)

Принцип Гюйґенса – Френеля:

Кожна точка хвильової поверхні є джерелом вторинної хвилі, ці вторинні хвилі є когерентними;

хвильова поверхня в будь-який момент часу є результатом інтерференції вторинних хвиль

Принцип Гюйґенса – Френеля

Згідно з принципом Гюйґенса – Френеля, освітлену щілину можна розглядати як велику кількість вторинних джерел світла

Дифракція паралельного пучка світла на вузькій щілині

Від кожного вторинного джерела в усіх напрямках поширюються когерентні хвилі

Різниця ходу вторинних хвиль, що падають перпендикулярно до екрана дорівнює нулю

Для інших точок екрана різниця ходу падаючих хвиль не дорівнюватиме нулю

В цих точках можуть спостерігатися інтерференційні максимуми або мінімуми

Дифракційна ґратка

Дифракційна ґратка – це оптичний пристрій, дія якого заснована на явищі дифракції світла і який являє собою сукупність великої кількості паралельних штрихів, нанесених на певну поверхню на однаковій відстані один від одного

Дифракційна ґратка

Дифракційна ґратка

Світло

Інтерференційний максимум:

Формула дифракційної ґратки:

Дифракційна ґратка

Розв'язування задач

1. Чому навіть у потужний телескоп ми не можемо побачити предмети поверхні Місяця?

Предмети на поверхні Місяця не можна побачити в потужний телескоп через явище дифракції – світло від предметів буде відхилятися від прямолінійного поширення.�

Розв'язування задач

2. Визначте період дифракційної ґратки, якщо на 2,5 см ґратки нанесено 12500 штрихів.

Розв'язування задач

3. Визначте довжину хвилі монохроматичного світла, що падає на ґратку з періодом 3,33 мкм, якщо максимум першого порядку видно під кутом 10°.

Розв'язування задач

4. На дифракційну ґратку, що містить 200 штрихів на 1 мм, падає плоска монохроматична хвиля довжиною 500 нм. Визначте: а) кут, за якого спостерігається максимум другого порядку;

б) найбільший порядок спектра, який можна спостерігати за нормального падіння променів на ґратку.

Розв'язування задач

5. Для вимірювання довжини світлової хвилі застосовано дифракційну ґратку, що має 1000 штрихів на 1 мм. Максимум першого порядку на екрані отримано на відстані 24 см від центрального максимуму. Визначте довжину хвилі, якщо відстань від дифракційної ґратки до екрана 1 м.

Запитання для фронтального опитування

1. Дайте означення дифракції.

2. За яких умов спостерігається дифракція?

3. Чому в повсякденному житті ми нечасто спостерігаємо дифракцію світла?

Запитання для фронтального опитування

4. Сформулюйте принцип Гюйґенса – Френеля.

5. Опишіть дифракційні картини від різних перешкод.

6. Що таке дифракційна ґратка?

Яка фізична величина її характеризує?