Ang diffraction light ay nagpapakita ng mas puting liwanag. School Encyclopedia X-ray diffraction sa mga kristal at X-ray structural analysis

Yung codifier EDI: light diffraction, diffraction grating.

Kung may problema sa kalsada, mangyayari ito diffraction - Napakagandang convexity mula sa straight-line widening. Ang pagpapabuti na ito ay hindi dapat bawasan sa pagbaluktot o baluktot, pati na rin ang pagbaluktot sa kurso ng mga pagbabago pagkatapos baguhin ang tagapagpahiwatig ng isang sirang gitna.

Hayaan, halimbawa, ang isang patag na piraso ng papel ay mahulog sa screen na may makitid na lapad (Larawan 1). Sa labasan mula sa puwang ay may isang thread na nag-iiba, at ang paghihiwalay na ito ay tumataas dahil sa mga pagbabago sa lapad ng puwang.

Sa katunayan, ang mga pagpapakita ng diffraction ay mas malinaw kaysa sa iba pang mga transcode. Ang pinakamataas na diffraction ay sinusunod sa mga yugto kapag ang laki ay mas maliit kaysa sa pagkakasunud-sunod ng magnitude. Ang gayong isip mismo ay maaaring nasiyahan sa lapad ng puwang sa Fig. 1.

Ang diffraction, pati na rin ang interference, ay nakakaapekto sa lahat ng uri ng mga materyales - mekanikal at electromagnetic. Ang nakikitang liwanag ay isang malaking pagkawala ng mga electromagnetic circuit; na maaaring iwasan
light diffraction.

Kaya, sa Fig. Ipinapakita ng Figure 2 ang isang pattern ng diffraction na nakuha bilang resulta ng pagpasa ng laser sa isang maliit na butas na may diameter na 0.2 mm.

Ang Mi bachimo, gaya ng nararapat, ay ang gitnang maliwanag na lugar; Sa malayo, isang madilim na lugar ang kumalat sa kabila ng apoy - geometric na anino. Bukod sa gitnang lugar - sa halip na isang malinaw na hangganan sa pagitan ng liwanag at anino! - pumunta sa liwanag at madilim na mga bilog na may marka. Mas malayo patungo sa gitna, ang mga ilaw na singsing ay nagiging mas maliwanag; ang baho ay unti-unting napapansin sa anino.

Nanghuhula ng interference, hindi ba? Tse vona є; ring data at interference maxima at minima. Anong klaseng panghihimasok ang meron dito? Malalaman natin ito sa lalong madaling panahon, at sa lalong madaling panahon ay malinaw kung bakit iniiwasan ang diffraction.

Bago pa man, hindi natin maiwasang maalala ang unang klasikong eksperimento na may interference ng liwanag - ang patotoo ni Young, na natuklasan ang phenomenon ng diffraction.

patotoo ni Jung.

Ang anumang eksperimento na may light interference ay may kasamang ilang paraan ng paghihiwalay ng dalawang light coherent na linya. Kung tungkol sa mga salamin ng Fresnel, gaya ng naaalala mo, ang magkakaugnay na mga imahe ay may dalawang larawan ng parehong imahe, na kinuha mula sa parehong mga salamin.

Ang sarili niya simpleng ideya, sinisi ni Yaka ang sarili sa lahat, sumipa sa pag-atake. Magbutas tayo ng dalawang piraso ng karton at ilagay sa ilalim ng nakakaantok na mga sipi. Ang mga pagbubukas na ito ay magiging magkakaugnay na pangalawang pinagmumulan ng liwanag, mga fragment ng pangunahing pinagmumulan ng isang bagay - ang Araw. Pagkatapos, sa screen sa lugar ng overlap ng mga beam na diverge mula sa openings, maaari kaming lumikha ng isang pattern ng pagkagambala.

Ang nasabing ebidensya ay naihatid nang matagal bago si Young ng mga siyentipikong Italyano na si Francesco Grimaldi (dahil sa diffraction ng liwanag). Gayunpaman, hindi napigilan ang panghihimasok. Bakit? Ang diyeta ay hindi masyadong simple, at ang dahilan ay nakasalalay sa katotohanan na ang Sontse ay hindi isang tuldok, ngunit isang mahaba (ang laki ng Sontse ay katumbas ng 30 kilo). Ang dormouse disk ay binubuo ng maraming pinpoint nuclei, bawat isa ay gumagawa ng sarili nitong interference pattern sa screen. Nag-o-overlap, ang isa ay "nagpupunas" sa isa't isa sa paligid ng larawan, at bilang isang resulta, ang pare-parehong pagliwanag ng lugar kung saan ang mga beam ay nagsasapawan sa screen.

Kung ang Araw ay supernatural na "mahusay", kung gayon kinakailangan na likhain ito nang paisa-isa puwesto pervinne dzherelo. Sa pamamaraang ito, si Jung ay may maliit na pagbubukas sa harap (Larawan 3).

Maliit 3. pakana ni Jung

Ang eroplano ng gulugod ay bumagsak sa unang pagbubukas, at isang magaan na kono ang lumilitaw sa likod ng pagbubukas, na lumalawak bilang resulta ng diffraction. Naabot nito ang susunod na dalawang openings, na nagiging mga core ng dalawang magkakaugnay na light cone. Ang axis ngayon - dahil sa pinpointness ng pangunahing core - sa lugar ng overlap ng mga cones mayroong isang pattern ng pagkagambala!

Isinagawa ni Thomas Young ang eksperimentong ito, sinusukat ang lapad ng interference darks, gamit ang formula at, pagkatapos ng isa pang formula, unang kinakalkula ang maximum na dami ng nakikitang liwanag. Ito ang dahilan kung bakit naabot natin ang bilang ng mga sikat na tao sa kasaysayan ng pisika.

Prinsipyo ng Huygens-Fresnel.

Ang pormula para sa prinsipyo ng Huygens ay angkop: ang isang cutaneous point, na nakuha bago ang proseso ng spinal, ay nabuo ng pangalawang spherical spinules; Ang mga buntot na ito ay lumalawak mula sa gitna, sa lahat ng panig at nakapatong ng isa sa isa.

Ngunit natural na nutrisyon ang dapat sisihin: ano ang ibig sabihin ng "superimposed"?

Binawasan ni Huygens ang kanyang prinsipyo sa isang purong geometriko na paraan ng pagtatatag ng bagong spinal surface bilang orihinal na tahanan ng mga sphere na lumalawak mula sa balat ng balat ng lumalabas na spinal surface. Ang mga side effect ng Huygens ay hindi mga mathematical sphere, ngunit hindi tunay; Ang pangkalahatang epekto na ito ay nagpapakita lamang ng sarili sa luma at sa bagong ibabaw ng pine.

Sa pananaw na ito, ang prinsipyo ni Huygens ay hindi nagbibigay ng anumang katibayan sa nutrisyon, na nangangahulugan na ang proseso ng pagpapalawak ng gulugod ay walang katulad na epekto tulad ng pagbaliktad. Hindi ipinaliwanag, nawala din ang mga diffraction detector.

Ang pagbabago ng prinsipyo ni Huygens ay naganap mahigit 137 taon na ang nakararaan. Pinalitan ni Augustin Fresnel ang mga karagdagang geometric na globo ng Huygens ng mga tunay, sa pag-aakalang sila ay makialam isa-isa.

Prinsipyo ng Huygens-Fresnel. Ang punto ng balat ng ibabaw ng gulugod ay naglalaman ng core ng pangalawang spherical spines. Ang lahat ng mga pangalawang kurdon na ito ay magkakaugnay dahil sa kanilang pagkakatulad sa pangunahing kurdon (at, samakatuwid, ay maaaring makagambala sa isa't isa); Ang prosesong ito sa sobrang espasyo ay resulta ng interference ng mga pangalawang elemento.

Pinuno ng ideya ni Fresnel ang prinsipyo ni Huygens ng pisikal na elemento. Ang pangalawang quill, na nakakasagabal, ay itinutulak ang isa't isa sa paligid ng kanilang mga quill surface nang diretso, na tinitiyak na ang mas malawak na mga quill ay naiiwan. At sa "paatras" na direksyon, ang pagkagambala nito sa output circuit ay sinusunod, ang mutual extinguishing ay iniiwasan, at ang return circuit ay hindi apektado.

Ang zokrema ay bahagyang lumalawak doon, at ang pangalawang karayom ​​ay nagsasama sa isa't isa. At sa mga lokalidad, ang pagpapahina ng mga pangalawang baging ay humahantong sa pagdidilim ng mga plots at ang bukas na espasyo.

Tinutukoy ng prinsipyo ng Huygens-Fresnel ang isang mahalagang pisikal na ideya: ang hvilya, nang umalis sa core nito, ay pinahihintulutang "mabuhay sa mga buhay nito" at hindi na maiiwan. Ang mga bagong plot ay bumabaha sa kalawakan, habang ang lugar ay lumalawak pa bilang resulta ng pagkagambala ng mga pangalawang plot, na nagising sa iba't ibang mga punto sa kalawakan habang ang lagusan ay dumadaan.

Paano ipinapaliwanag ng prinsipyo ng Huygens-Fresnel ang phenomenon ng diffraction? Bakit, halimbawa, may diffraction sa pambungad? Sa kanan, mula sa hindi pinutol na patag na ibabaw ng bumabagsak na gulugod, ang pagbubukas ng screen ay nagpapakita ng isang maliit na disk na nag-iilaw, at pagkatapos ay lumilitaw ang isang liwanag na patlang bilang resulta ng pagkagambala ng mga pangalawang jet, lumalaki na wala na sila sa kabuuan. eroplano, ngunit sa disk na ito lamang. Siyempre, ang mga bagong ibabaw ng kahoy ay hindi na magiging patag; Ang proseso ng palitan ay nagiging pangit, at ang butil ay nagsisimulang lumawak sa iba't ibang direksyon, tulad ng cob. Ang karayom ​​ay pumupunta sa paligid ng mga gilid ng pagbubukas at tumagos sa lugar ng geometric shadow.

Ang mga karayom ​​sa gilid, na inilabas ng iba't ibang mga punto ng rimmed light disk, ay humahadlang sa isa't isa. Ang resulta ng interference ay ipinahiwatig ng pagkakaiba sa mga yugto ng pangalawang bahagi at nasa pinagmulan ng mga pagbabago. Ang resulta ay isang delineation ng interference maxima at minima - na ipinakita namin sa Fig. 2.

Hindi lamang dinagdagan ni Fresnel ang prinsipyo ni Huygens ng mahalagang ideya ng pagkakaugnay-ugnay at pagkagambala ng mga pangalawang elemento, ngunit nakabuo din ng kanyang sikat na pamamaraan para sa pinakamataas na mga gawain sa diffraction, ang batayan para sa tinatawag na Mga fresnel zone. Ang pag-aaral ng mga Fresnel zone ay hindi kasama hanggang sa programa ng paaralan - malalaman mo ang tungkol sa mga ito sa kursong pisika. Dito lang natin mahulaan na si Fresnel, sa gitna ng kanyang teorya, ay nakapagpaliwanag ng ating unang batas ng geometric optics - ang batas ng rectilinear broadening of light.

Mga particle ng diffraction.

Ang diffraction rays ay isang optical device na nagbibigay-daan sa iyong piliin ang inilatag na ilaw sa spectral storage at i-dim ang kasalukuyang mga halaga. Ang mga epekto ng diffraction ay maaaring maging insightful at makinang.

Titingnan natin ang pangitain ng diffraction rays. Binubuo ito ng isang malaking bilang ng mga bitak sa lapad, na pinaghihiwalay ng mga puwang ng lapad (Larawan 4). Madaling dumaan sa puwang; Huwag hayaan ang liwanag sa mga puwang. Ang halaga ay tinatawag na panahon.

Maliit 4. Mga particle ng diffraction

Ang diffraction grits ay inihanda gamit ang tinatawag na dividing machine, na ginagamit upang maglapat ng mga stroke sa ibabaw ng salamin o isang malinaw na dumura. Sa kasong ito, lumilitaw ang mga stroke bilang mga puwang, at ang mga walang tao na puwang ay lumilitaw bilang mga puwang. Kung, halimbawa, ang isang diffraction grating ay naglalaman ng 100 linya bawat milimetro, ang panahon ng naturang grating ay mas pare-pareho: d = 0.01 mm = 10 µm.

Una, namamangha tayo sa kung paano dumadaan ang monochromatic light sa mga bar, tulad ng liwanag ng isang Christmas tree na mahigpit na inaawit. Ang pangalawang butt ng isang monochromatic na ilaw ay isang laser pointer (ang lalim ay humigit-kumulang 0.65 microns).

Sa Fig. 5, mayroon kaming ganoong linya na bumabagsak ito sa isa sa mga diffraction point ng standard set. Ang mga puwang ay kumakalat nang patayo, at sa screen sa likod ng mga grooves ay may pana-panahong iginuhit na mga vertical na guhit.

Tulad ng naiintindihan mo, ito ay isang larawan ng panghihimasok. Hinahati ng mga particle ng diffraction ang bumabagsak na alon sa isang bilang ng magkakaugnay na mga sinag, na ipinamamahagi sa lahat ng direksyon at nakakasagabal sa isa't isa. Samakatuwid, sa screen ay malinaw nating nakikita ang maximum at minimum na interference - light at dark shades.

Ang teorya ng diffraction radiation ay mas kumplikado at lumilitaw sa buong lawak nito na lampas sa saklaw ng kurikulum ng paaralan. Dapat mong malaman ang higit pa sa elementarya na mga talumpati na nauugnay sa isang pormula; Ang formula na ito ay nagpapahiwatig ng mga posisyon ng maximum na liwanag sa screen sa likod ng diffraction grating.

Kaya, huwag tayong maapektuhan ng pinsala sa diffraction; ang isang flat monochromatic pattern ay bumabagsak sa paglipas ng panahon (Larawan 6). Sinaunang si Dovzhina.

Maliit 6. Diffraction sa pamamagitan ng mga sinag

Para sa higit na kalinawan ng pattern ng interference, maaari mong ilagay ang lens sa pagitan ng mga rim at screen, at ilagay ang screen sa focal plane ng lens. Ang mga pangalawang strand na ito, na tumatakbo parallel sa iba't ibang siwang, ay matatagpuan sa isang punto sa screen (side focus ng lens). Kung ang screen ay masyadong malayo, walang espesyal na pangangailangan para sa isang lens - ang palitan na nagmumula Magbibigay ako ng punto Ang mga screen na may iba't ibang mga slits ay halos parallel sa bawat isa.

Tingnan natin ang pangalawang quills na namamatay sa sulok. Ang pagkakaiba sa kurso sa pagitan ng dalawang quills, na papunta sa joint fissures, ay maihahambing sa maliit na binti ng tumbong na may hypotenuse; O, sa parehong oras, ang pagkakaibang ito sa kurso ng sinaunang binti ng tricutaneous. Si Aleksandr Kuta ay sinaunang, ang mga fragment ay matalim, na may magkabilang panig na patayo. Simula ngayon, sinaunang panahon na ang patayan natin.

Iniiwasan ang mga maximum interference sa mga episode na ito, kung ang pagkakaiba sa kurso ay kapareho ng dati:

(1)

Sa huling presyo, ang lahat ng mga karayom ​​na nagmumula sa iba't ibang mga siwang ay matitiklop sa bahagi at sasalain ang isa't isa. Ang lens ay hindi gumagawa ng anumang karagdagang pagkakaiba sa paggalaw nito - hindi mahalaga sa mga dumaan sa lens sa iba't ibang paraan. Bakit kumilos ng ganito? Hindi tayo pumunta sa buong talakayang ito; ang mga fragment ng talakayang ito ay lumampas sa mga hangganan ng pisika.

Binibigyang-daan ka ng Formula (1) na malaman kung ano ang itatakda nang direkta sa maxima:

. (2)

Kapag tinanggal namin ito gitnang maximum, o zero order maximum Ang pagkakaiba sa kurso ng lahat ng pangalawang phase na walang bentilasyon ay katumbas ng zero, at sa gitnang maximum ang mga phase ay idinagdag sa isang zero na kabuuan ng mga phase. Ang gitnang maximum ay ang gitna ng pattern ng diffraction, ang pinakamaliwanag sa maxima. Ang pattern ng diffraction sa screen ay simetriko sa gitnang maximum.

Kapag tinatanggal ang hiwa:

Ang hiwa na ito ay direktang nagtatakda sa unang order maxima. Mayroong dalawa sa kanila, at sila ay lumaki nang simetriko sa gitnang maximum. Ang liwanag sa maxima ng unang order ay mas mababa, at mas mababa sa gitnang maximum.

Katulad nito, sabihin natin:

Direktang nilagay ni Vіn maxima ng ibang pagkakasunod-sunod. Mayroon ding dalawa sa kanila, at ang mga ito ay kumakalat din nang simetriko sa gitnang maximum. Ang brightness sa maxima ng ibang order ay mas mababa, at ang brightness sa maxima ng unang order.

Ang pattern ng oryentasyon ng mga direksyon sa maxima ng unang dalawang order ay ipinapakita sa Fig. 7.

Maliit 7. Maxima ng unang dalawang order

Vzagali, dalawang simetriko maxima k Ang ika-utos ay ipinahiwatig ng:

. (3)

Kapag maliit ang sukat, tawagin itong maliit. Halimbawa, sa µm at µm ang maxima ng unang order ay pinalawak sa ilalim ng hiwa. k unti-unting nagbabago ang order dahil sa paglaki k. Gaano karaming mga maximum ang maaari mong makamit? Madaling sundin ang karagdagang formula (2). Kung ang sine ay hindi maaaring mas malaki sa isa, kung gayon:

Ang numerical data mismo ng Vikorist, sa katunayan, ay tinanggihan: . Kaya, ang pinakamataas na posibleng pagkakasunud-sunod para sa maximum na halaga na ibinigay ay 15.

Mamangha sa fig. 5 . Mayroong 11 maximum sa screen. Ito ang gitnang maximum, pati na rin ang dalawang maxima ng una, pangalawa, pangatlo, ikaapat at ikalimang order.

Sa tulong ng diffraction rays, maaari mong harapin ang hindi kilalang dami ng sakit. Dinidirekta namin ang isang sinag ng liwanag papunta sa rehas na bakal (ang panahon kung saan alam namin), lumilitaw na ito ay nasa maximum ng unang
order, na kinakatawan ng formula (1) at maaaring alisin:

Diffraction factor bilang isang spectral device.

Ang pinaka nakita namin ay ang diffraction ng monochromatic light, na siyang laser beam. Kadalasan ang ina ay dinadala sa kanan hindi monochromatic viprominyuvannyam. Mayroong isang kabaliwan ng iba't ibang mga monochromatic na bulaklak na bumubuo saklaw ang promosyon na ito. Halimbawa, ang puti ay magaan - pareho ito sa buong nakikitang hanay, mula pula hanggang violet.

Ang optical device ay tinatawag parang multo Ito ay nagpapahintulot sa iyo na hatiin ang liwanag sa mga monochromatic na bahagi at sa gayon ay subaybayan ang parang multo na pamamahagi ng liwanag. Ang pinakasimpleng spectral device, tulad ng alam mo, ay isang prisma. Ang isang diffraction grating ay dapat ding ilagay sa harap ng mga spectral na aparato.

Katanggap-tanggap na mas maraming liwanag ang bumabagsak sa mga particle ng diffraction. Bumalik tayo sa formula (2) at pag-isipan kung anong uri ng mga ideya ang maaaring gawin mula dito.

Ang posisyon ng gitnang maximum () ay namamalagi sa dovzhinya hvyli. Sa gitna ng pattern ng diffraction ay magtatagpo sila na may zero na pagkakaiba sa paggalaw Bigote mga monochromatic na elemento ng puting liwanag. Gayundin sa gitnang maximum gusto namin ang maliwanag na puting smuga.

At ang axis ng posisyon ng mga maximum ay nasa pagkakasunud-sunod ng magnitude. Chim less, tim less kut para dito. Tom sa maximum k Sa pagkakasunud-sunod, ang mga monochromatic shade ay nahahati sa espasyo: ang pinakamalapit sa gitnang maximum ay lumilitaw na kulay-lila na madilim, ang pinakamalayo ay pula.

Buweno, sa mga kondisyon ng balat, ang liwanag ay nahahati sa mga gradasyon sa isang spectrum.
Ang maximum ng unang pagkakasunud-sunod ng lahat ng mga monochromatic na bahagi ay bumubuo sa spectrum ng unang pagkakasunud-sunod; Pagkatapos ay mayroong spectra ng isa pa, pangatlo o iba pang pagkakasunud-sunod. Ang spectrum ng kulay ng balat ay mukhang isang madilim na kulay na madilim, na kinabibilangan ng lahat ng mga kulay - mula violet hanggang pula.

Ang white light diffraction ay ipinapakita sa Fig. 8 . Mayroong isang puting smudge sa gitnang maximum, at sa mga gilid mayroong dalawang spectra ng unang pagkakasunud-sunod. Sa lumalagong mundo, ang kulay ng makinis ay nagbabago mula violet hanggang pula.

Ginagawang posible ng mga epekto ng diffraction na ito na subaybayan ang spectra, ibig sabihin, upang magsagawa ng malinaw na pagsusuri ng spectral na komposisyon ng spectrum. Ang pinakamahalagang bentahe ng pagkawala ng diffraction ay ang kakayahan ng cellular analysis - tulad ng sinabi kanina, makakatulong tayo dito vimiruvate Dovzhina Khvil. Sa kasong ito, ang pamamaraan ng vimiryuvanny ay napaka-simple: sa katunayan, ito ay tumatagal lamang ng maximum sa vimiryuvannya.

Ang mga natural na butts ng diffraction rays, tulad ng sa kalikasan, ay ang mga balahibo ng mga ibon, ang mga pakpak ng mga snowflake, ang ina-ng-perlas na ibabaw ng isang shell ng dagat. Si Yakshcho, nang makalapit, ay namangha ilaw ng sonyachne, pagkatapos ay maaari mong pagbutihin ang pagbabawal sa paligid nito. Ang aming mga aksyon sa kasong ito ay tulad ng mga pananaw ng mga pattern ng diffraction sa Fig. 6 at bilang isang lens ay dumating ang isang optical system ng sungay at kristal.

Ang parang multo na pamamahagi ng puting liwanag, na ibinibigay ng isang diffraction grating, ay pinakamadaling obserbahan sa pamamagitan ng pagtingin sa orihinal na CD (Larawan 9). Lumalabas na ang mga track sa ibabaw ng disk ay lumikha ng isang knock-out diffraction grating!

Zi spіvіdnoshenya d kasalanan j = ml malinaw na ang mga posisyon ng pangunahing maxima, bukod sa gitnang ( m= 0); l. Dahil ang mga kulay ay iluminado ng puti o iba pang di-monochromatic na ilaw, pagkatapos ay para sa iba't ibang mga halaga l Ang lahat ng diffraction maxima, maliban sa gitna, ay lumilitaw na spatially separated. Bilang resulta, sa pattern ng diffraction ng grating, na iluminado ng puting liwanag, ang gitnang maximum ay mukhang puting madilim, at ang reshta ay mukhang bahaghari na madilim, na tinatawag na diffraction spectra ng una ( m= ± 1), iba pa ( m= ± 2) atbp. mga order. Sa spectra ng skin order, ang pinakamalaking sigla ay magiging red exchanges (na may magagandang value l, kaya nga kasalanan j ~ 1 / l), at ang pinakamaliit ay violet (na may mas maliliit na halaga l). Ang spectra ay lumilitaw na mas malinaw (sa hanay ng mga kulay), mas malaki ang lapad N Maghiganti. Nagreresulta ito sa katotohanan na ang linear width ay pinakamataas na proporsyonal sa bilang ng mga lapad N). Ang maximum na bilang ng diffraction spectra na dapat iwasan ay ibinibigay ng relasyon (3.83). Gayundin, ang diffraction grating ay nag-vibrate sa natitiklop at katanyagan ng mga monochromatic na bodega, kung gayon. magsagawa ng isang harmonic analysis ng vibration na ginagawa nito.

Ang kapangyarihan ng diffraction grating ay ilalagay sa isang harmonic warehouse at vicoristics sa spectral device - mga device, service provider para sa pagsubaybay ng spectral warehouse ng vipromining, pagkatapos. Upang ilarawan ang spectrum, ang intensity ng lahat ng mga monochromatic na bahagi ay iba-iba at tinutukoy. Ang prinsipyo ng diagram ng spectral apparatus ay ipinapakita sa Fig. 6. Ang liwanag mula sa dzherel, na nakikita, ay ibinuhos sa entrance gap. S Aayusin ko kung ano ang matatagpuan sa focal plane ng collimator lens L 1 . Ang flat ng coil, na nabuo kapag dumadaan sa collimator, ay nahuhulog sa dispersion element D, Aling uri ng diffraction grating ang sinusuri. Pagkatapos palitan ang maluwag na sahig na may dispersive na elemento, ang exit (chamber) lens L 2 ay lumilikha ng isang monochromatic na imahe ng entrance slit sa mga alternating iba't ibang tagaytay sa focal plane. F. Ang mga imahe (mga parang multo na linya) sa kanilang kabuuan ay bumubuo ng isang spectrum ng naobserbahang vibration.

Bilang isang spectral device, ang isang diffraction grating ay nailalarawan sa pamamagitan ng fine at linear dispersion, isang malawak na dispersion area at hiwalay na pamamahagi. Bilang isang spectral device, ang isang diffraction grating ay nailalarawan sa pamamagitan ng fine at linear dispersion, isang malawak na dispersion area at hiwalay na pamamahagi.

Ang pagpapakalat ng Kutova Dj nailalarawan ang pagbabago sa kalidad ng buhay j ipagpalit mo ako sa pagbabago yogo dovzhiny hvili l at itinalaga bilang

Dj= dj / dl,

de dj- ang sulok ng linya sa pagitan ng dalawang parang multo na linya na naghahati pagkatapos ng mahabang panahon dl. Pagkakaibang relasyon d kasalanan j = ml, maaaring kanselahin d cos j× j¢l = m, mga bituin

Dj = j¢l = m / d cos j.

Sa pagitan ng maliit na cos j@ 1, na maaaring ilagay

Dj@m / d.

Ang linear dispersion ay tinutukoy ng expression

D l = dl / dl,

de dl- Linear line sa pagitan ng dalawang spectral na linya, na naiiba ayon sa huling linya dl.

3 fig. 3.24 malinaw na dl = f 2 dj, de f 2 – haba ng focal ng lens L 2. Tungkol dito, mayroong isang hindi mapag-aalinlanganang relasyon na nag-uugnay dito linear dispersion:

D l = f 2 Dj.

Maaaring mag-overlap ang spectra ng mga utos ng hudisyal. Samakatuwid, ang spectral apparatus ay nagiging hindi epektibo para sa pagsubaybay sa isang tiyak na bahagi ng spectrum. Pinakamataas na lapad D l Ang spectral interval ng naobserbahang variation, kung ang spectra ng mga subordinate order ay nagsasapawan pa rin, ay tinatawag na strong dispersion region o ang dispersive region ng spectral apparatus. Huwag hayaan ang sakit ng isang taong nahulog sa rehas na bakal at pigilan ka sa paghiga sa pagitan l dati l+D l. Pinakamataas na halaga ng D l, kapag ang overlap ng spectra ay hindi pa naobserbahan, ang isa ay maaaring kalkulahin sa isip ang overlap ng kanang dulo ng spectrum m- ika-utos para sa dovzhiny hvili l+D l sa kaliwang dulo ng spectrum

(m+ 1)th order para sa dovzhini hvili l, pagkatapos. sa isip mo

d kasalanan j = m(l+D l) = (m + 1)l,

D l = l / m.

Hiwalay na gusali R Ang spectral device ay nagpapakilala sa kakayahan ng device na gumawa ng dalawang malapit na spectral na linya na magkatabi at ipinapahiwatig ng mga setting

R = l / d l,

de d l- May kaunting pagkakaiba sa pagitan ng dalawang parang multo na linya, kung saan ang parehong mga linya ay itinuturing na magkahiwalay na parang multo na linya. Sukat d l tinatawag na hiwalay na spectral station. Bilang resulta ng diffraction sa malawak na pagbubukas ng lens L Ang 2 skin spectral line ay ipinapakita ng isang spectral apparatus hindi bilang isang linya, ngunit bilang isang pattern ng diffraction, na naghahati sa intensity ng sinc 2 function. Kaya, habang nag-iiba ang mga parang multo na linya

Kung ang mga ito ay hindi magkakaugnay, kung gayon ang nagreresultang pattern ng diffraction ay nilikha ng mga naturang linya, na kung saan ay ipapatong lamang sa mga pattern ng diffraction malapit sa lamat ng balat; ang resultang intensity ay katumbas ng kabuuan ng intensity ng parehong linya. Ayon sa Rayleigh criterion, parang multo na mga linya na may malalapit na lambak lі l + d l iginagalang ng mga pinahihintulutan, dahil kilala sila sa naturang lugar d l na ang nangungunang diffraction maximum ng isang linya ay sumusunod sa landas nito sa unang diffraction minimum ng isa pang linya. Sa puntong ito sa curve ng kabuuang pamamahagi ng intensity (Larawan 3.25), ang isang paglubog ay nilikha (na may lalim na higit sa 0.2 ako 0 , de ako 0 - maximum na intensity, ngunit pareho para sa parehong parang multo na linya), na nagpapahintulot sa mata na makita ang gayong larawan bilang isang sub-spectral na linya. Sa kabilang kaso, ang dalawang malapit na kumakalat na parang multo na linya ay naka-compress bilang isang kumakalat na linya.

Stanovishte m-th head diffraction maximum, na pare-pareho sa huling siglo l ipinahiwatig ng coordinate

x¢ m = f tg j@f kasalanan j = ml f/ d.

Katulad na kilala at nagiging m-th maximum, na tumutugma sa huling siglo l + d l:

x¢¢ m = m(l + d l) f / d.

Sa tulong ng Rayleigh criterion, nagiging ang posisyon sa pagitan ng maxima na ito

D x = x¢¢ m - x¢ m= md l f / d

isa sa kanilang buong lapad d x = l f / d(Dito, sa katunayan, ang lapad ay tinutukoy ng unang zero ng intensity). Alam natin ang mga bituin

d l= l / (mN),

At, samakatuwid, ang hiwalay na istraktura ng diffraction grating bilang isang parang multo na aparato

Kaya, ang laki ng diffraction grating ay proporsyonal sa bilang ng mga gaps N sa pagkakasunud-sunod ng spectrum m. Poklavshi

m = m max @d / l,

Pinahihintulutan ang maximum na paghihiwalay:

R max = ( l /d l)max = m max N@L/ l,

de L = Nd- Lapad ng gumaganang bahagi ng grille. Sa katunayan, ang maximum na paghihiwalay ng mga grating ay tinutukoy lamang ng lapad ng gumaganang bahagi ng rehas na bakal at ang average na lalim ng nagresultang panginginig ng boses. Alam naman R max , alam namin ang minimally decoupling interval sa pagitan ng mga araw:

(d l) min @l 2 / L.

Ang pamamahagi ng lahat sa isang optically homogenous na gitna ay tapat, ngunit sa likas na katangian ay may mababang antas ng hitsura, kung saan posible na maiwasan ang pag-aalis ng tubig mula sa isip.

Diffraction- ang pagpapakita ng mga mapusyaw na sanga ay tumawid. Sa pisika ng paaralan, mayroong dalawang sistema ng diffraction (mga sistema kapag dumadaan sa hangin kung saan iniiwasan ang diffraction):

• diffraction sa pamamagitan ng isang hiwa (tuwid na pagbubukas)
• diffraction sa grating (set ng pantay na distansya, isang uri ng isang hiwa)

- Diffraction sa pamamagitan ng isang straight-cut opening (Fig. 1).

Maliit 1. Diffraction sa pamamagitan ng fissure

Hayaang bigyan ang lugar ng lapad, lapad, kung saan nahuhulog ang sinag ng liwanag A sa ilalim ng direktang landas. Karamihan sa liwanag ay pumasa sa screen, ang iba pang bahagi ng mga pagbabago ay nag-iiba sa mga gilid ng puwang (kaya lumiwanag ito. mula sa pangunahing direksyon nito ku). Susunod, babaguhin mo ang isa-isa upang mapabuti ang pattern ng diffraction sa screen (shading maliwanag at madilim na mga lugar). Ang pananaw sa mga batas ng panghihimasok ay kumplikado, batay sa mga pangunahing konsepto.

Ang pattern ng diffraction sa screen ay binubuo ng mga lugar na binubuo ng diffraction maxima (ang pinakamaliwanag na lugar) at diffraction minima (ang pinakamadilim na lugar). Ang larawang ito ay simetriko sa gitnang sinag ng liwanag. Inilalarawan ang mga posisyon ng maximum at minimum kung saan nakikita ang patayong linya, at nasa loob ng laki ng gap at lalim ng bumabagsak na vibration. Ang posisyon ng mga lugar na ito ay maaaring malaman mula sa isang bilang ng mga relasyon:

• para sa diffraction maxima

Ang maximum na zero diffraction ay ang gitnang punto sa screen sa ilalim ng slit (Larawan 1).

• para sa mga minimum na diffraction

Visnovok: kinakailangang pangalagaan ang isipan ng departamento: dapat malaman ang maximum o minimum na diffraction at ang vicoristics ng kaukulang relasyon (1) o (2).

Diffraction sa pamamagitan ng diffraction grating.

Ang diffraction grating ay isang sistema na binubuo ng mga siwang na nakaayos sa pantay na distansya (Larawan 2).

Maliit 2. Mga particle ng diffraction (promeni)

Kaya, tulad ng para sa isang gap, ang isang pattern ng diffraction ay sinusunod sa screen pagkatapos ng isang diffraction grating: isang pagkakaiba sa pagitan ng maliwanag at madilim na mga lugar. Ang buong larawan ay resulta ng pagkagambala ng mga pagpapalitan ng liwanag nang sunud-sunod, na nagreresulta sa larawan mula sa isang fissure na na-infuse ng mga pagbabago mula sa iba pang mga bitak. Ang pattern ng diffraction na ito ay dahil sa bilang ng mga fissure, ang kanilang laki at kalapitan.

Nagpakilala kami ng bagong konsepto - permanenteng epekto ng diffraction:

Ang mga posisyon ng maximum at minimum na diffraction:

• para sa head diffraction maxima(Larawan 3)

VIZNACHENNYA

Diffraction ray Tinatawag nila itong isang parang multo na aparato, na isang sistema ng ilang mga bitak na pinaghihiwalay ng hindi malalampasan na mga puwang.

Ito ay medyo karaniwan sa pagsasanay upang lumikha ng unidimensional na mga butil ng diffraction, na binubuo ng mga parallel gaps ng parehong lapad, na matatagpuan sa parehong eroplano, na nahahati sa pantay na lapad opaque gaps. Ang ganitong mga stroke ay inihanda gamit ang isang espesyal na cutting machine, kung saan ang mga parallel stroke ay inilalapat sa mga plato at fold. Ang bilang ng mga naturang stroke ay maaaring higit sa isang libo bawat milimetro.

Ang pinaka iginagalang ay ang diffraction rays. Ito ay isang koleksyon ng mga plot na nakakatalo sa liwanag mula sa mga plot na nakakatalo sa liwanag. Ang ganitong mga grating ay may pinakintab na metal plate, kung saan ang mga stroke, na bahagyang kumikinang, ay inilapat sa isang pamutol.

Ang pattern ng diffraction sa mga tagaytay ay resulta ng magkaparehong interference sa pagitan ng dalawang bitak. Gayundin, sa tulong ng mga pintuan ng diffraction, maraming interference ng magkakaugnay na mga sinag ng liwanag ay natanto, na kilala na may mga diffraction at dumaan sa lahat ng mga puwang.

Ito ay katanggap-tanggap na sa diffraction grating ang lapad ng gap ay magiging a, ang lapad ng hindi malalampasan na plot ay magiging b, ang parehong halaga:

ay tinatawag na panahon ng (nakatigil) diffraction grating.

Pattern ng diffraction sa isang one-dimensional na diffraction grid

Ito ay katanggap-tanggap na ang isang monochromatic na kulay ay karaniwang nahuhulog sa diffraction plane. Dahil sa ang katunayan na ang mga puwang ay iginuhit sa pantay na mga distansya sa parehong paraan, kung gayon ang pagkakaiba sa kurso ng mga pagbabago () na napupunta sa mga pares ng magkasanib na mga puwang, para sa kadahilanang ito, ay magiging pareho para sa lahat ng diffractionally ї gratings:

Ang pangunahing pinakamababang intensity ay iniiwasan sa mga direksyon na tinutukoy ng isip:

Bilang karagdagan sa mga pangunahing minimum, dahil sa magkaparehong interference ng mga pagbabago sa liwanag, bilang isang pares ng mga puwang na puwersa, sa ilang mga direksyon ang baho ay maaaring mapatay nang paisa-isa, na nangangahulugan na ang mga ito ay karagdagang mga minimum. Ang baho ay nagmumula sa mga direktang ruta, at ang pagkakaiba sa kurso ng mga palitan ay nagiging isang kakaibang bilang ng napivhvil. Ang mga isip ng mga karagdagang minimum ay maaaring isulat bilang:

kung saan ang N ay ang bilang ng mga gaps ng diffraction grating; k' tumatagal ng anumang halaga maliban sa 0, . Dahil mayroong N gaps, sa pagitan ng dalawang pangunahing maxima ay mayroong karagdagang minimum na bumubuo sa pangalawang maxima.

Ang paghuhugas ng head maxima para sa diffraction grating ay ang mga sumusunod:

Ang ilang mga halaga ng sine ay maaaring mas malaki sa isa, dahil sa bilang ng head maxima:

Kung mas maraming liwanag ang dumaan sa mga gate, ang lahat ng maxima (maliban sa gitnang m = 0) ay ipapamahagi sa spectrum. Sa kasong ito, ang violet na rehiyon ng spectrum na ito ay lalawak sa gitna ng pattern ng diffraction. Ang kapangyarihang ito ng diffraction grating ay binabawasan upang tumugma sa light spectrum. Kung ang panahon ng sala-sala ay kilala, pagkatapos ay ang pagkalkula ng maximum na dami ng liwanag ay maaaring isagawa hanggang sa ang punto ay natagpuan na direktang tumutugma sa maximum.

Mag-apply sa paglutas ng mga problema

PUTOK 1

PUTOK 2

L3 -4

Light diffraction

Ang diffraction ay ang pangalan na ibinigay sa mga vibrations ng cross-code, na sinusubaybayan mula sa kanilang landas, at sa pangkalahatang kahulugan - maging ito ay isang advanced na pagpapalawak ng flux malapit sa paglipat ng mga batas ng geometric optics. Ang mga palatandaan ng diffraction ay maaaring mawala sa lugar ng geometric na anino, lumitaw sa background, tumagos sa isang maliit na pagbubukas sa mga screen, atbp.

Sa pagitan ng interference at diffraction ay walang mahalagang pisikal na aktibidad. Ang mga hinaing ay nakasalalay sa sobrang paglaki ng daloy ng liwanag bilang resulta ng superposisyon (superposition) ng mga ugat. Para sa makasaysayang mga kadahilanan, ang pagsunod sa batas ng pagsasarili ng mga light beam, na nagreresulta mula sa superposisyon ng magkakaugnay na mga beam, ay tinatawag na beam interference. Ang pagsunod sa batas ng linear broadening ng liwanag ay karaniwang tinatawag na diffraction.

Ang pag-iwas sa diffraction ay dahil sa gayong pamamaraan. Sa landas ng light quilt, na mukhang isang tunay na dzherel, mayroong isang bukas na puwang na sumasaklaw sa bahagi ng quill surface ng light quilt. Sa likod ng pagbabago, umiikot ang screen, at apektado ang pattern ng diffraction.

Mayroong dalawang uri ng diffraction. Yakshto dzherelo liwanag S yung guard point P razshovannі mula sa pagtawid sa mesa sa malayo, kung ano ang ipapalit, kung ano ang mahuhulog sa pagtawid, at palitan, kung ano ang pupunta sa gilid P, lumikha ng halos magkatulad na mga beam, pag-usapan diffraction sa parallel exchanges o tungkol sa Fraunhofer diffraction. Kung hindi, pag-usapan Fresnel diffraction. Maaaring mapigilan ang fraunhofer diffraction sa pamamagitan ng paglalagay nito sa likod ng isang ilaw S at bago ang punto ng pag-iingat P kasama ang lens upang ang mga puntos Sі P huminto sa focal plane ng guide lens (Fig.).

Sa prinsipyo, ang Fraunhofer diffraction ay naiiba sa Fresnel diffraction. Ang kolkis criterion, na ginagawang posible upang maitaguyod kung aling uri ng diffraction ang nangyayari, ay tinutukoy ng halaga ng walang sukat na parameter, kung saan b- katangian ng laki ng pereshkodi, l– tumayo sa pagitan ng screen at ng screen kung saan makikita ang pattern ng diffraction,  – huwag kalimutan. Yakshcho

Ang kababalaghan ng diffraction ay malinaw na ipinaliwanag ng prinsipyo ni Huygens, kung saan ang punto ng balat kung saan naabot ng gulugod ay nagsisilbing sentro ng pangalawang spine, at ang bilog sa paligid ng gulugod ay nagtatakda ng posisyon ng gulugod sa harap sa kasalukuyang sandali. Para sa monochromatic na buhok, ang balat na ibabaw ay ang ibabaw kung saan ang pagmamartilyo ay isinasagawa sa parehong yugto.

Hayaang mahulog nang normal ang flat blade sa pagbubukas ng blind screen (maliit). Katulad ng Huygens, ang cutaneous point ay nakikita bilang ang pagbubukas ng fork front at ang pangalawang fork (sa isotropic middle, ang amoy ay spherical). Ang pagkakaroon ng nanatili sa pangalawang hvils sa loob ng isang magandang oras, mahalaga na ang front hvils ay pumasok sa lugar ng ​geometric shade, pagkatapos. umiikot sa mga gilid ng siwang.

Ang prinsipyo ng Huygens ay pinaniniwalaan na ang pagpapalawak ng harap ng alon ay hindi direktang tinukoy, at ang power amplitude at samakatuwid ang intensity sa harap ng alon ay hindi apektado. Malinaw mula sa araw-araw na ang karamihan sa mga liwanag na pagbabago ay hindi bumabawi mula sa kanilang straight-line na pagpapalawak. Kaya, ang mga bagay na pinaliwanagan ng isang liwanag na tuldok na dzherel ay nagbibigay ng matalim na anino. Kaya, ang prinsipyo ng Huygens ay mangangailangan ng karagdagan na nagpapahintulot sa intensity ng tunog na tumaas.

Dinagdagan ni Fresnel ang prinsipyo ni Huygens sa ideya ng panghihimasok ng mga pangalawang elemento. Zhidno Prinsipyo ng Huygens-Fresnel, Svetlova hvilya, ano ang mangyayari be-yak dzherel S, ay maaaring katawanin bilang resulta ng isang superposisyon ng magkakaugnay na pangalawang elemento, na sinamahan ng maliliit na elemento ng isang saradong ibabaw na pumipigil sa core S. Sa tuwing pipili ka ng isa sa mga surface, kakailanganin mong piliin ang mga pangalawang surface para kumilos sa phase. Sa analytical form para sa isang point device, ang prinsipyong ito ay nakasulat bilang

, (1) de E– light vector, na kinabibilangan ng time-hour storage
,k- Numero ni Hvil, r- Tumayo sa harap ng punto Psa ibabaw S sa punto P,K- Ang koepisyent na dapat ay nasa oryentasyon ng Maidan na may kaugnayan sa dzherel at punto P. Ang bisa ng formula (1) at uri ng function K ay naka-install sa mga hangganan ng electromagnetic theory ng liwanag (sa optical proximity).

Iyan ay isang kahihiyan, kung sa pagitan ng dzherelom S at isang punto ng pag-iingat P Kung walang mga screen na may mga bukas, ang mga screen na ito ay maaaring ma-secure sa ganitong paraan. Sa ibabaw ng mga opaque na screen, ang mga amplitude ng pangalawang sensor ay katumbas ng zero; sa lugar ng pagbubukas ang mga amplitude ay kapareho ng para sa pagpapakita ng screen (pangalan ni Kirchhoff).

Paraan ng Fresnel zone. Ang pag-iiba-iba ng mga amplitude at phase ng mga pangalawang circuit ay nagbibigay-daan, sa prinsipyo, na malaman ang amplitude ng nagresultang circuit sa anumang punto sa espasyo at malutas ang problema ng pagpapalawak ng liwanag. Sa kaso ng mga problema sa pangalawang interference, ang formula (1) ay natitiklop at napakalaki. Gayunpaman, ang isang serye ng mga order ay maaaring malikha sa pamamagitan ng pag-stagnate ng isang napakapangunahing pamamaraan na pumapalit sa mga kumplikadong kalkulasyon. Ang pamamaraang ito ay pinangalanan pagkatapos ng pamamaraan Mga fresnel zone.

Ang kakanyahan ng pamamaraan ay susuriin mula sa butt ng isang point jerela light S. Sa kasong ito, ang mga ibabaw ay concentric sphere na may sentro S.Ang hiwa ay ginawa sa ibabaw ng balat ng sanggol sa annular zone, upang ito ay umaabot mula sa mga gilid ng skin zone hanggang sa punto P ay tinutukso
. Ang mga zone na nagpapatupad ng gayong kapangyarihan ay tinatawag Mga fresnel zone. 3 fig. halatang bumangon ka na mula sa panlabas na gilid - m-ї zone sa punto P isa

, de b- Tumayo sa tuktok ng ibabaw ng quill O sa punto P.

Kolivannya, bakit pumunta sa lugar? P Ang magkatulad na mga punto ng dalawang magkatabing zone (halimbawa, isang punto na nasa gitna ng mga zone o ang mga panlabas na gilid ng mga zone) ay nasa antiphase. Samakatuwid, ang panginginig ng boses sa mga katabing zone ay kapwa humina nang paisa-isa at ang amplitude ng nagresultang light vibration ay nasa punto. P

, (2) de ,, ... - Kolivan amplitudes, na na-trigger ng 1st, 2nd, ... zone.

Upang matantya ang mga amplitude ng Kolivan, alam namin ang lugar ng mga Fresnel zone. Bitawan ang panlabas na kordon m-i zone ay nakakakita ng spherical segment ng taas sa ibabaw ng balakang . Italaga ang lugar ng segment sa pamamagitan ng , alam namin, ano, lugar m- Ang mga fresnel zone ay sinaunang panahon
. Nakikita iyon ng maliit. Pagkatapos ng malamya na muling paglikha, ang mga doktor
і
, maaaring kanselahin

. Ang lugar ng isang spherical segment ay ang lugar m- Ang mga fresnel zone ay may posibilidad na maging mature

,
. (3) Sa ganoong ranggo, sa harap ng walang dakila m gayunpaman, ang mga Fresnel zone ay patag. Tamang-tama sa mga setting ng Fresnel, ang pagkilos ng mga nakapalibot na zone sa punto P mas mababa kaysa higit pa sa pagitan ng normal n sa ibabaw ng zone at direkta sa P, pagkatapos. Ang mga zone na ito ay unti-unting nagbabago mula sa gitna patungo sa peripheral. Bilang karagdagan, ang intensity ng pagpapalaganap nang direkta sa punto P mga pagbabago sa paglaki m at bilang isang resulta, ang distansya mula sa zone hanggang sa punto ay tumataas P. Sa ganitong paraan, ang mga amplitude ng kolivan ay lumikha ng isang monotonous na pagbaba sa pagkakapare-pareho.

Ang bilang ng mga Fresnel zone na magkasya sa ibabaw ay napakalaki; halimbawa, kapag
і
ang bilang ng mga zone ay umabot sa 10 6 . Nangangahulugan ito na ang amplitude ay nagbabago nang higit pa at samakatuwid ay maaaring humigit-kumulang na maimpluwensyahan

. (4) Todi viraz (2) pagkatapos ipagpalagay ang muling pagpapangkat

, (5) mga fragment ng mantsa sa mga braso, kasama ng (4), umabot sa zero, at ang kontribusyon ng natitirang karagdagan ay bale-wala. Kaya, ang amplitude ng mga nagresultang vibrations sa isang makabuluhang punto P ay itinalaga bilang kalahati ng gitnang Fresnel zone.

Nang walang mga dakila m taas ng segment
para masabi mo yan
. Ang pagpapalit ng mga halaga para sa , ibinawas para sa radius ng panlabas na kordon m-ї zone

. (6) Kailan
і
radius ng unang (gitnang) zone
. Oh mahal, lumawak ang liwanag S dati P Ito ay lumiliko na mayroong isang magaan na daloy ng mga tahi sa gitna ng isang makitid na channel. SP, pagkatapos. prangka.

Ang bisa ng subcutaneous front sa Fresnel zone ay nakumpirma sa eksperimentong paraan. Kung saan ginagamit ang isang zone plate - sa pinakasimpleng anyo, nabuo ang isang glass plate na binubuo ng isang sistema ng malinaw at hindi malinaw na concentric na mga singsing na kahalili sa radii ng mga Fresnel zone ng isang naibigay na pagsasaayos. Paano ilagay ang tela ng zone sa lugar ng pagkanta (sa riser a mula sa puntong dzherel at sa riser b sa itaas ng guarding point), kung gayon ang resultang amplitude ay magiging mas malaki, mas mababa na may ganap na bukas na tagaytay sa harap.

Fresnel diffraction sa isang pabilog na pambungad. Ang fresnel diffraction ay pinipigilan sa dulo ng screen mula sa paglipat, na nagiging sanhi ng diffraction sa seksyong ito ng screen na may pagbubukas. Spherical na katawan na lumalawak mula sa point jet S Papunta na ang screen na may nakabukas. Lumilitaw ang pattern ng diffraction sa isang screen na parallel sa screen na may pagbubukas. Dapat itong ilagay sa pagitan ng pambungad at ng screen (para sa diameter na ito ng pagbubukas). Mas madaling sukatin ang amplitude ng mga light spot sa gitna ng larawan. Para sa layuning ito, ang isang bahagi ng balat ng balat ay malalantad sa Fresnel zone. Ang amplitude ng vibration, na nabuo ng lahat ng mga zone, ay magkatulad

, (7) ang plus sign ay nagmumungkahi ng hindi pagkakapares m minus - mga lalaki m.

Kung ang bukas na kurba ay nagbubukas ng hindi pantay na bilang ng mga Fresnel zone, kung gayon ang amplitude (intensity) sa gitnang punto ay magiging mas malaki, bagaman ang gulugod ay magiging mas malawak; Bilang isang lalaki, ang amplitude (intensity) ay katumbas ng zero. Halimbawa, kung ang pagbubukas ay magbubukas ng isang Fresnel zone, ang amplitude
, pagkatapos intensity (
) higit sa apat na beses.

Ang sukat ng amplitude ng panginginig ng boses sa mga seksyon ng off-axis ng screen ay nakatiklop, ang mga fragment ng mga sub-Fresnel zone ay madalas na na-overlap ng opaque na screen. Malinaw na malinaw na ang pattern ng diffraction ay binubuo ng hitsura ng madilim at maliwanag na mga singsing na kahalili ng madilim na gitna (bilang m guy, tapos sa gitna magkakaroon ng dark ring, kasi m unpaired - ang maliwanag na apoy), at ang intensity sa pinakamataas na pagbabago mula sa gitna ng larawan. Kung ang pagbubukas ay hindi iluminado ng isang monochromatic na ilaw, ngunit puti, pagkatapos ay ang mga singsing ay tinadtad.

Tingnan natin ang mga pagkakaiba sa hangganan. Kung ang pambungad ay nagpapakita lamang ng bahagi ng gitnang Fresnel zone, lumilitaw ang isang magaan na apoy sa screen; Walang pagkakaiba sa pagitan ng liwanag at madilim na singsing. Dahil ang pagbubukas ay nagpapakita ng isang malaking bilang ng mga zone, kung gayon
at amplitude sa gitna
, pagkatapos. kapareho ng sa ibabaw ng bukas na pine front; Ang pagkakaiba sa pagitan ng liwanag at madilim na mga singsing ay nangyayari lamang sa isang napakakitid na lugar sa pagitan ng mga geometric na anino. Sa katunayan, ang pattern ng diffraction ay tahimik at mas maliwanag, mas maliwanag, at mas tuwid.

Fresnel diffraction sa isang disk Spherical na katawan na lumalawak mula sa point jet S gumiling ng disk (maliit) sa daan nito. Ang pattern ng diffraction na lumalabas sa screen ay sentral na simetriko. Ang mahalaga ay ang amplitude ng mga light ring sa gitna. Hayaang isara ang disc m unang Fresnel zone. Kung gayon ang amplitude ng tunog ay sinaunang

kung hindi
, (8) ang mga fragment ng expression na nakatayo sa mga braso ay umaabot sa zero. Gayundin, sa gitna ay palaging may diffraction maximum (maliwanag na apoy), na kumakatawan sa kalahati ng unang bukas na Fresnel zone. Ang gitnang maximum ng oozing ay concentric na may madilim at maliwanag na mga singsing. Sa isang maliit na bilang ng mga closed zone, ang amplitude
konting exposure . Samakatuwid, ang intensity sa gitna ay halos kapareho ng para sa kapal ng disk. Ang pagpapalit ng liwanag ng screen mula sa stand hanggang sa gitna ng larawan ay ipinapakita sa Fig.

Tingnan natin ang mga pagkakaiba sa hangganan. Dahil ang disk ay sumasaklaw lamang sa isang maliit na bahagi ng gitnang Fresnel zone, hindi ito nagdaragdag ng mga anino - ang liwanag ng screen ay ganap na nawala dahil sa kawalan ng disk. Dahil ang disk ay sumasaklaw sa maraming mga Fresnel zone, ang dibisyon ng liwanag at madilim na mga singsing ay iniiwasan sa isang makitid na rehiyon sa pagitan ng mga geometric na anino. Sa kasong ito
, Mula ngayon, ang liwanag ng apoy sa gitna ay isang araw, at ang liwanag ng globo ng geometric na anino ay halos lahat ng dako ay katumbas ng zero. Sa katunayan, ang pattern ng diffraction ay tahimik, at ang liwanag ay pinalawak at tuwid.

Fraunhofer diffraction sa pamamagitan ng isang hiwa. Hayaang mahulog nang normal ang flat monochromatic hula na may makitid na lapad at makitid na lapad a. Mayroong optical na pagkakaiba sa paggalaw sa pagitan ng matinding pagpapalitan, upang ang isa ay dumiretso mula sa puwang

.

Pinapalawak namin ang nakalantad na bahagi ng ibabaw ng quill sa lapad ng crack sa Fresnel zone, na nagbibigay ng hitsura ng pare-parehong madilim na kayumanggi, parallel sa crack. Kaya, ang lapad ng zone ng balat ay pinili upang ang pagkakaiba sa paggalaw ng mga gilid ng mga zone na ito ay mas malaki.
, pagkatapos ay ang lapad ng puwang ay mapapaunlakan
mga zone Ang mga amplitude ng pangalawang contortions sa kapal ng slit ay patuloy na tumataas, ang mga fragment ng Fresnel zone ay gayunpaman ay flatter at, gayunpaman, mas matindi sa punto ng pag-iingat. Ang mga yugto ng mga vibrations sa ilang kalapit na Fresnel zone ay nag-iiba ng , kaya ang kabuuang amplitude ng mga vibrations na ito ay katumbas ng zero.

Kung ang bilang ng mga Fresnel zone ay iba, kung gayon

, (9a) na sa punto B Mag-ingat sa isang minimum na liwanag (madilim na lugar), kung ang bilang ng mga Fresnel zone ay hindi pantay, kung gayon

(9b) at iniiwasan ang malapit sa maximum na lightening, na nagpapahiwatig ng isang uncompensated Fresnel zone. Direkta
Ang lapad ay tulad ng isang Fresnel zone, at sa paraang ito ang pinakamalaking lightening ay direktang iniiwasan. ay nagpapahiwatig ng gitnang o ulo na pinakamataas na liwanag.

Ang pagtaas ng liwanag sa imbakan ay direktang nagbibigay

, (10) de – liwanag sa gitna ng pattern ng diffraction (laban sa gitna ng lens), – pagliwanag sa punto, ang posisyon nito ay direktang ipinahiwatig . Ang graph ng function (10) ay ipinapakita sa Fig. Ang pinakamataas na ningning ay tumutugma sa mga halaga na tumutugma sa mga isip

,
,
atbp. Ang pagpapalit ng mga isip na ito para sa mga maximum ay maaaring humigit-kumulang na nauugnay sa mga relasyon (9b), na nagbibigay ng mga katulad na halaga ng mga halaga. Ang magnitude ng pangalawang mataas ay mabilis na nagbabago. Ang mga numerical na halaga ng mga intensity ng ulo at kasunod na maxima ay ipinakita bilang

atbp., atbp. Ang pangunahing bahagi ng liwanag na enerhiya na dumaan sa puwang ay puro sa pangunahing maximum.

Ang pagtunog ng gap ay sanhi hanggang sa puntong kumakalat ang gitnang maximum, habang nagbabago ang liwanag. Gayunpaman, ang mas malawak na puwang, mas maliwanag ang larawan, ngunit ang diffraction darks ay mas makitid, at ang bilang ng mga darks mismo ay mas malaki. Sa
Sa gitna ay may mas matalas na imahe ng isang maliwanag na liwanag, pagkatapos. Mayroong direktang pagpapalawak ng liwanag.