Дифракция света. Лекции 14-15

1. Лекции 14-15. Дифракция света

1. Принцип Гюйгенса-Френеля.
2. Метод зон Френеля.
3. Дифракция от круглого отверстия и от
круглого диска.
4. Дифракция Фраунгофера от щели.
5. Предельный переход от волновой оптики к
геометрической.
6. Дифракционная решетка.
7. Спектральные характеристики
дифракционных решеток.
Чуев А.С. 2019 г.
1

2.

Дифракция – наблюдаемое отклонение лучей
волнового движения от прямолинейного или
сферического распространения и захождение
их в область тени.
Луч - это прямая или кривая линия, вдоль
которой распространяется энергия светового
поля.
Волновой фронт - это поверхность равной фазы
Чуев А.С. 2019 г.
2

3.

Чуев А.С. 2019 г.
3

4.

Чуев А.С. 2019 г.
4

5.

Чуев А.С. 2019 г.
5

6.

Чуев А.С. 2019 г.
6

7.

Чуев А.С. 2019 г.
7

8.

Чуев А.С. 2019 г.
8

9.

Чуев А.С. 2019 г.
9

10.

Векторная фазовая диаграмма:
Повернуть на 450
Чуев А.С. 2019 г.
10

11.

Чуев А.С. 2019 г.
11

12.

МЕТОД ЗОН ФРЕНЕЛЯ
Чуев А.С. 2019 г.
12

13.

МЕТОД ЗОН ФРЕНЕЛЯ
Чуев А.С. 2019 г.
13

14.

)*
Чуев А.С. 2019 г.
14

15.

так же
Подставляя полученные значения ha и hb в формулу )*
определяем,
Если падающая
Чуев А.С. 2019 г.
15

16.

ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА ФРЕНЕЛЯ
Чуев А.С. 2019 г.
16

17.

Открыто бесконечно большое число зон Френеля
Чуев А.С. 2019 г.
17

18.

Чуев А.С. 2019 г.
18

19.

Варианты отверстий и определение суммарной
амплитуды диаграммы Френеля в точке наблюдения
Примеры на доске:
Чуев А.С. 2019 г.
19

20.

Варианты отверстий и определение суммарной
амплитуды диаграммы Френеля в точке наблюдения
(см. рис.)
Чуев А.С. 2019 г.
20

21.

Аост
Чуев А.С. 2019 г.
21

22.

Дифракция от диска
Чуев А.С. 2019 г.
22

23.

Чуев А.С. 2019 г.
23

24.

Чуев А.С. 2019 г.
24

25.

К примеру с диском размером
в первую зону
AΣ = A∞ +
A1
Открыто бесконечно большое число зон Френеля
Чуев А.С. 2019 г.
25

26.

Диск закрывает 1,5 первые зон Френеля
Чуев А.С. 2019 г.
26

27.

Варианты отверстий и определение суммарной
амплитуды диаграммы Френеля в точке наблюдения
Чуев А.С. 2019 г.
27

28.

Варианты отверстий и определение суммарной
амплитуды диаграммы Френеля в точке наблюдения
Чуев А.С. 2019 г.
28

29. Дифракция от полуплоскости

Чуев А.С. 2019 г.
29

30.

Чуев А.С. 2019 г.
30

31. Зонная пластинка

Амплитудные и фазовые пластинки
Чуев А.С. 2019 г.
31

32.

Следующие три слайда рассмотрение задачи
Чуев А.С. 2019 г.
32

33.

Чуев А.С. 2019 г.
33

34.

Чуев А.С. 2019 г.
34

35.

Чуев А.С. 2019 г.
35

36.

Чуев А.С. 2019 г.
36

37. Конец материала лекции 14

Чуев А.С. 2019 г.
37

38.

Дифракция света на одной щели
2
- разность фаз на оптической разности хода
Чуев А.С. 2019 г.
38

39.

Чуев А.С. 2019 г.
39

40.

Условие для минимумов от одной щели
Чуев А.С. 2019 г.
40

41.

Распределение интенсивности света от одной щели
Из рисунка на слайде 40:
Исключив R
получим:
Чуев А.С. 2019 г.
41

42.

Распределение интенсивности света от одной щели
Чуев А.С. 2019 г.
42

43.

Дифракционная решетка
d – период решетки
Чуев А.С. 2019 г.
43

44. Главные максимумы

Для главных максимумов
Условие главных максимумов
Они представляют практический интерес.
Чуев А.С. 2019 г.
44

45.

γ - угловой сдвиг по фазе волн света
между соседними щелями
Условие последнего замыкания векторов
Чуев А.С. 2019 г.
45

46.

Из двух предыдущих формул в рамках следует:
**)
Это же выражение и будет и условием для главных
максимумов
Чуев А.С. 2019 г.
46

47.

Выражение **) позволяет определять угловую ширину
главных максимумов
Взяв дифференциал этого выражения и учитывая, что при переходах
между соседними главными максимумами
, определим:
Чуев А.С. 2019 г.
47

48.

Интенсивность главных максимумов
γ
2π λ
Из рисунка слайда 45 следует, что для дифракционной
решетки со многими щелями результирующая амплитуда:
Амплитуда от одной щели
Чуев А.С. 2019 г.
48

49.

и выражение для А1 (слайд 40)
Чуев А.С. 2019 г.
49

50.

Чуев А.С. 2019 г.
50

51.

Распределение интенсивности света от дифракционной
решетки
Чуев А.С. 2019 г.
51

52.

Распределение интенсивности света от дифракционной
решетки
N = 4; d/b =3
От одной щели
2λ/d
Чуев А.С. 2019 г.
nmax = 2d/b -1
52

53.

Пояснение из учебника Савельева
Чуев А.С. 2019 г.
53

54.

Чуев А.С. 2019 г.
54

55.

Вариант пяти щелей
Вариант шести щелей
Чуев А.С. 2019 г.
55

56.

Влияние параметров дифракционной решетки
R2 = R1
N2 = N1
d2 = d1/2
d3 = d2
N3 = N2/2
следовательно
R3 = R2/2
Чуев А.С. 2019 г.
56

57.

Чуев А.С. 2019 г.
57

58.

φφ
Чуев А.С. 2019 г.
58

59.

Чуев А.С. 2019 г.
59

60.

Критерий разрешения по Релею.
Не конспектировать
Чуев А.С. 2019 г.
60

61.

Критерий разрешения по Релею.
Чуев А.С. 2019 г.
61

62.

mN ( ) (mN 1)
mN
Это есть формула разрешающей способности ДР
Чуев А.С. 2019 г.
62

63.

Чуев А.С. 2019 г.
63

64.

Чуев А.С. 2019 г.
64

65.

Чуев А.С. 2019 г.
65

66.

Чуев А.С. 2019 г.
66

67.

Чуев А.С. 2019 г.
67

68.

Чуев А.С. 2019 г.
68

69.

Чуев А.С. 2019 г.
69

70.

Чуев А.С. 2019 г.
70

71.

Чуев А.С. 2019 г.
71

72.

Луэграммы
Чуев А.С. 2019 г.
72

73.

Чуев А.С. 2019 г.
73

74.

Конец лекции 15
Чуев А.С. 2019 г.
74