В этом материале подробно разбираем тему «Дифракция света»: основные понятия, подходы и примеры.

Основное положение

Определение 1



Рисунок 1. Дифракция света.

Если параллельному световому пучку на пути встретится круглое препятствие в виде шарика или круглого отверстия в непрозрачном экране, на расположенном на довольно существенном расстоянии от препятствия экране возникает дифракционная картина (система темных и светлых колец, чередующихся между собой). Если препятствию свойственен линейный характер в виде нити, щели или края экрана, мы увидим на экране систему параллельных дифракционных полос.

Дифракционные явления были хорошо известны ученым еще во времена И.Ньютона, однако попытки объяснить их посредством корпускулярной теории света оказались невозможными. Впервые качественное объяснение дифракции, согласно волновым представлениям, смог дать английский ученый Т.Юнг.

В 1818 г. французский физик О.Френель смог развить количественную теорию дифракционных явлений. В основу своей новой теории ученый включил принцип Гюйгенса с дополнением его идеей интерференции вторичных волн.

Принцип Гюйгенса в своей первоначальной вариации способствовал нахождению исключительно положений волновых фронтов в следующие моменты времени (иными словами, - определению направления распространяющейся волны). Это, по сути, был принцип геометрической оптики. Гипотезу Гюйгенса про огибающие вторичные волны Френель поспешил заменить физически ясным положением о вторичных волнах, на основании которого, они, пребывая в точку наблюдения, начинают интерферировать друг с другом.

Практическое применение явления дифракции наблюдается при разработке оптических приборов, таких как микроскопы, фотоаппараты, телескопы, поскольку у всех них имеется объектив, ограничивающий своей оправой световой пучок. Различают дифракцию следующих типов:

  • в ближней зоне (при таком положении точка, на которую падает определенный луч, будет близко располагаться к препятствию) - дифракция Френеля;
  • в дальней зоне (взаимодействующие лучи оказываются практически параллельными, при этом при достаточно большом отверстии дифракция продолжит оставаться незаметной), явление называется дифракцией Фраунгофера.

Замечание 1

Сквозь решетку можно пропускать не только белый, но и пропущенный через некоторое вещество свет. Данная процедура носит название спектрального анализа и способствует выявлению состава исследуемых образцов.

Таким образом, дифракция возникает в ситуации, когда происходит встреча лучей с непроницаемым препятствием. При этом лучи, которые будут проходить вблизи самого края, не направляются прямолинейно, а постараются обойти препятствие за счет его огибания. Благодаря такому процессу волна обладает способностью полностью огибать объекты, не превышающие ее длину.



Заключение

Мы разобрали основные положения темы «Дифракция света». Если остались вопросы, напишите нам — поможем разобраться и подскажем, с чего продолжить.

Частые вопросы

Что важно знать по теме «Дифракция света»?

В материале собраны ключевые определения и подходы по теме «Дифракция света». Начните с основного раздела, затем перейдите к выводам и примерам.

Какие основные положения раскрыты в статье?

Статья последовательно раскрывает тему «Дифракция света»: от базовых понятий до практических примеров. Используйте её как опору для подготовки.

Как использовать материал в учёбе?

Материал пригодится для подготовки к занятиям, написания работ и повторения темы «Дифракция света». Сохраните ключевые тезисы и примеры.

Куда обратиться, если остались вопросы?

Если после статьи остались вопросы по теме «Дифракция света», задайте их экспертам Учись.RU — мы поможем разобраться.