Дифракція світла – це обгинання світловими хвилями межі непрозорих тіл і проникнення світла в ділянку геометричної тіні.
Дифракція властива будь-яким хвилям і спостерігається у випадках:
- розмір перешкоди (або отворів через які хвиля поширюється) на які падає хвиля, порівняні з довжиною хвилі.
- відстань від перешкоди до місця спостереження набагато більша ніж розмір перешкоди.
Умова спостереження дифракції:
r≥ d2 /λ
r – відстань від екрана до перешкоди
d – розмір перешкоди
λ – довжина хвилі.
Якщо від джерела S пропустити пучок світла крізь отвір АВ то на екрані отримаємо світлову пляму.
Діаметр плями відповідає ширині світлового пучка, що падає на екран.
Зменшуюючи отвір АВ ми спостерігатимемо, що зменшується і пляма, тобто звужується пучок світла.
Проте починаючи з деякого розміру отвору подальше його зменшення спричиняє збільшення плями. Водночас пляма втрачає чіткість, вона розширена і нерівномірно освітлена.
З’являються світлі та темні, що чергуються та займають ділянку значно більшу, ніж це виходить з геометричних побудов, які грунтуються на законі прямолінійного поширення світла.
Французький фізик О. Френель пояснив наявність смуг на екрані тим, що світлові хвилі, що надходять з різних точок в одну точку на екрані, інтерферують між собою.
Принцип Гюйгенса – Френеля
Всі вторинні джерела, розташовані на поверхні фронту хвилі, є когерентними між собою. Амплітуда і фаза хвилі у будь-якій точці простору – це результат інтерференції хвиль, що випромінюються вторинними джерелами.
Принцип Гюйгенса-Френеля дає пояснення явищу дифракції:
- Вторинні хвилі, з точок одного й того ж хвильового фронту (хвильовий фронт – це безліч точок, до яких дійшло коливання у данний момент часу), когерентні, так як всі точки фронту коливаються з однією і тією ж частотою і в одній і тій же фазі;
- Вторинні хвилі, будучи когерентними, інтерферують.
Явище дифракції накладає обмеження застосування законів геометричної оптики:
Закон прямолінійного поширення світла, закони відображення і заломлення світла виконуються досить точно тільки якщо розміри перешкод набагато більше довжини світлової хвилі.
Tweet