Дифракция света

      Это сильное неравенство определяет границу применимости геометрической оптики. Узкий пучок света, который в геометрической оптике называется лучом, может быть сформирован только при выполнении этого условия. Таким образом, геометрическая оптика является предельным случаем волновой оптики.

      Выше  был рассмотрен случай дифракции  света от удаленного источника на препятствиях круглой формы. Если точечный источник света находится на конечном расстоянии, то на препятствие падает сферически расходящаяся волна. В этом случае геометрия задачи несколько усложняется, так как зоны Френеля теперь нужно строить не на плоской, а на сферической поверхности (рис. 4). 

      Расчет  приводит к следующему выражению  для радиусов ρm зон Френеля на сферическом фронте волны:

      Все выводы изложенной выше теории Френеля  остаются справедливыми и в этом случае.

      Следует отметить, что теория дифракции (и интерференции) световых волн применима к волнам любой физической природы. В этом проявляется общность волновых закономерностей. Физическая природа света в начале XIX века, когда Т. Юнг, О. Френель и другие ученые развивали волновые представления, еще не была известна.

      4. Применение дифракции.  Дифракционная решетка 
 

      Дифракционные решетки, представляющие собой точную систему штрихов некоторого профиля, нанесенную на плоскую или вогнутую оптическую поверхность, применяются  в спектральном приборостроении, лазерах, метрологических мерах малой длины и т.д Хорошую решетку изготовляют с помощью специальной делительной машины, наносящей на стеклянной пластине параллельные штрихи. Число штрихов доходит до нескольких тысяч на 1 мм; общее число штрихов превышает 100000.  

      Существуют  отражательные и прозрачные дифракционные  решетки. На первых штрихи нанесены на зеркальную (металл.) поверхность, и результирующая интерференционная картина образуется в отраженном от решетки свете. На вторых штрихи нанесены на прозрачную (стеклянную) поверхность, и интерференционная картина образуется в проходящем свете.

      Если  штрихи нанесены на плоскую поверхность, то такие дифракционные решетки  называются плоскими, если на вогнутую – вогнутыми.  

      В настоящее время методы физической оптики широко применяются во многих областях науки и техники. С их помощью создаются высокоточные приборы, способные измерять широкий спектр характеристик макро- и микрообъектов, осуществлять дефектоскопию, сверхплотную запись информации и т. д. Как следствие, появляются новые бытовые приборы – например, проигрыватели компакт-дисков и лазерные указки. 
 

      Выводы: 

      Итак, дифракцией света называется явление  отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. Как показывает опыт, свет при определенных условиях может заходить в область геометрической тени. Если на пути параллельного светового пучка расположено круглое препятствие (круглый диск, шарик или круглое отверстие в непрозрачном экране), то на экране, расположенном на достаточно большом расстоянии от препятствия, появляется дифракционная картина – система чередующихся светлых и темных колец. Если препятствие имеет линейный характер (щель, нить, край экрана), то на экране возникает система параллельных дифракционных полос. 

    Список  использованных источников 

1. История физики. Марио Льоцции. – М.: Мир, 1979. – 464 с.
2. Касьянов, В.А. Физика 11 класс. Учебник. – М.: Дрофы. – 416 с.
3. Каули, Дж. Физика дифракции. - М.: Наука, 1979. - 432 с.
4. Нагибина, И.М. Интерференция и дифракция света. – М.: Издательство: Машиностроение, 1985. – 360 с.
5. Порфирьев, Л.Ф.Теория оптико-электронных приборов и систем. Учеб. Пособие. – Спб.: Машиностроение, 2003. – 272 с.