Дифракция. Принцип Гюйгенса-Френеля презентация

4.4.1 Принцип Гюйгенса-Френеля
Согласно Гюйгенсу, каждая точка волновой поверхности, которой достигла в данный момент волна, является центром вторичных волн, их внешняя огибающая будет волновой поверхностью в последующий момент времени.
S1 и S2 – волновые поверхности соответственно в моменты t1 и t2 (t2>t1)

Френель дополнил это предложение Гюйгенса представлением о когерентности вторичных волн и их интерференции.
В таком обобщенном виде эти идеи получили название принципа Гюйгенса-Френеля.
Для того чтобы определить результат дифракции в некоторой точке пространства, следует рассмотреть согласно данному принципу, интерференцию вторичных волн, попавших в эту точку от всех участков волновой поверхности.
Волновую поверхность разбивают на зоны Френеля – отдельные участки, расположенные определенным образом.

4.4.2 Зоны Френеля

Френель предложил разбить волновой фронт на зоны, крайние точки которых дают колебания в противофазе. Эти зоны – есть части шаровой поверхности на волновом фронте.
Зоны Френеля строятся следующим образом.
Центральная зона включает все точки, разность фаз колебаний от которых в точке М не превышает π.
Т.е. расстояние от которых до точки М не более b1 = b+λ/2, где b – кратчайшее расстояние от волнового фронта до точки M.

4.4.3 Дифракция Френеля
4.4.3.1Дифракция Френеля на круглом отверстии
Сферическая волна распространяется из точечного источника S и встречает на своем пути экран с круглым отверстием. Дифракционная картина наблюдается на экране в точке В.
Если в отверстии укладывается m зон Френеля, то при нечетном m в точке В будет наблюдаться интерференционный максимум, а при четном m - минимум.

Если отверстие открывает две зоны Френеля, то их действия в точке В практически уничтожат друг друга из-за интерференции.
Дифракционная картина от круглого отверстия вблизи точки В будет иметь вид чередующихся темных и светлых колец с центрами в точке В (если m четное, то в центре будет темное кольцо, если m нечетное - то светлое кольцо), причем интенсивность в максимумах убывает с ростом расстояния от центра картины.
Если отверстие освещается немонохроматическим, а белым светом, то кольца окрашены.

4.4.3.2 Дифракция Френеля на диске
Сферическая волна распространяется от точечного источника S и встречает на своем пути диск.
Дифракционную картину наблюдаем на экране в точке В.