Тема 11.2 Явление дифракции

1. Дифракция волн, света

2. Дифракционная решётка. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки.

1. Дифракция волн, света

Явление огибания волнами препятствий называется дифракцией. Дифракцию можно наблюдать при определённых условиях:

1. если размеры препятствий соизмеримы с длиной волны

2. дифракцию можно наблюдать от препятствий большего размера, но на сравнительно большем расстоянии

3. явление дифракции можно наблюдать у волновых процессов.

Объясним дифракцию:

Если на пути световых волн поместить непрозрачное препятствие в виде диска, размер которого больше длины волны, то на экране образуется тень с чёткими границами и дифракции не наблюдается.

Если размеры препятствия уменьшить до размеров длины волны, то границы тени становятся нечёткими. По центру образуется светлый круг, окружённый тёмным кольцом, вслед за тёмным кольцом – светлое и т.д. Объяснить это можно, используя принцип Гюйгенса. Согласно этому принципу каждая точка фронта волны является самостоятельным, когерентным источником света. Эти вторичные волны, интерферируя в одних местах экрана, дают усиления колебаний, в других – ослабления.

Вторичные волны от точек фронта находятся по краям диска. Точки A и B в точку О приходят в одинаковой фазе и поэтому друг друга усиливают и образуют светлое пятно. Рядом со светлым образуется тёмное кольцо, это значит, что в эти точки экрана волны приходят в противофазе и друг друга гасят.

Установлено, что чем больше размер препятствия, тем уже светлые и тёмные кольца на экране. При определённых размерах препятствий, кольца становятся не различимы. Для того, чтобы можно было их увидеть, необходимо увеличить рост между препятствием и экраном.

Вывод: дифракция происходит на препятствиях любых размеров, но наблюдается только при определённых условиях.

2. Дифракционная решётка. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решётки.

Дифракционная решётка представляет собой прозрачную для света пластинку, разлинованную параллельными линиями. Таких линий на 1 мм может быть более 1000. Сами линии для света непрозрачные, свет проходит между линиями.

a + b = d – период дифракционной решётки, для данной решётки величина постоянная и известная.

- формула расчёта длины световой волны с помощью дифракционной решётки.

Если на решетку направить белый свет, то разные длины волн интерферируя дают усиления в разных местах экрана, поэтому на экране мы будем видеть спектр, цвета в нём расположены в порядке увеличения длины волны.