Дифракція в променях, що сходяться (дифракція Френеля) - це дифракція сферичних хвиль, що здійснюється в тому випадку, коли дифракційна картина спостерігається на кінцевій відстані від перешкоди, що викликав дифракцию.
Дифракція на круглому отворі. Сферична хвиля, поширеною-няющих з точкового джерела 5, зустрічає на своєму шляху екран з круглим отвором. Вид дифракційної картини залежить від числа зон Френеля, укладаються в отворі. Амплітуда світла в точці В екрану Е буде А = А1 / 2 ± Ат / 2, де знак "плюс" для випадку, коли отвір відкриває непарне число т зон Френеля, а знак "мінус" - для парного т.
іфракціонная картина матиме відчередующіхся темних і світлих кілець з центром в точці В (якщо т - парне, то центральне кільце буде в Е темним, якщо т непарне, то - світлим). Дифракція на диску. Сферична хвиля, що розповсюджується від точкового джерела S, зустрічає на своєму шляху диск. Якщо диск закриває перші т зон Френеля, то амплітуда коливання в точці В екрану Е:
Таким чином, в точці Ввсегданаблюдаетсяінтерференціонний максимум (світла пляма), відповідний половині дії першої відкритої зони Френеля. Центральний максимум оточений концентричними з ним темними і світлими кільцями.
20.Діфракція в паралельних променях (Дифракція Фраунгофера).
Дифракція Фраунгофера спостерігається в тому випадку, коли джерело світла і точка спостереження нескінченно віддалені від перешкоди, що викликає
д
Розглянемо дифракцію Фраунгофера плоскою монохроматичному хвилі на одній нескінченно довгої щілини шириною a = MN. Оптична різниця ходу між крайніми променями МС і ND (див. Малюнок):
Розіб'ємо відкриту частину хвильової поверхні MN на зони Френеля, паралельні ребру М щілини. Ширина кожної зони вибирається так, щоб різниця ходу від країв цих зон дорівнювала λ / 2, тому на ширині щілини вміститься Δ: λ / 2 зон.
Всі точки хвильового фронту в площині щілини мають однакову фазу і амплітуду коливань. Тому сумарна інтенсивність коливань від двох будь-яких сусідніх зон Френеля дорівнює нулю. отже:
1) якщо число зон Френеля парне. то:
- умова дифракційного мінімуму (повна темрява)
2) якщо число зон Френеля непарне. то
- умова дифракційного максимуму,
відповідного дії однієї некомпенсованою зони Френеля.
У напрямку φ = 0 щілину діє як одна зона Френеля і в цьому напрямку світло поширюється з найбільшою інтенсивністю - центральний дифракційний максимум.
Напрямки, в яких амплітуда максимальна або дорівнює нулю:
Розподіл інтенсивності на екрані, що отримується внаслідок дифракції, називається дифракційним спектром (малюнок (b)).
Інтенсивності в центральному і наступних максимумах відносяться як 1: 0,047: 0,017: 0,0083. тобто основна частина світлової енергії зосереджена в центральному максимумі.
Положення дифракційних максимумів залежить від λ. При висвітленні щілини білим світлом, центральний максимум спостерігається у вигляді білої смужки (при φ = 0 різниця ходу дорівнює нулю для всіх λ) - він загальний для всіх довжин хвиль. Бічні максимуми райдужно окрашениФіолетовим краєм кцентрудіфракціонной картини (оскільки λфіол<λкрасн ).