Решить задачи с чертежами и рисунками.Подробно описать каждый шаг решения(формулы,законы что откуда и зачем.);

Интерференции и дифракции

Интерференция и дифракция

Дифракция света. Внесении тела в определенное электромагнитное поле заряженные частицы начинают делать наложенных колебаний, излучение от которых вносит искажения в исходное распределение света. В случае тел, размеры которых велики по сравнению с длиной волны, эти процессы хорошо описываются на языке геометрической оптики (как отражение, преломленое и поглощения света). В противном случае, привычка говорить о явлении дифракции. Строгое (в рамках волновой теории света) решение о дифракции существует лишь для частного случая круглого однородного тела в поле плоской монохроматтической волны (теория Ми) и дается весьма громозкими формулами. Относительно простое приближенное решение получается в случае бесконечного поглощения поверхности (экрана) с отверстиями заданной формы и с определенным пропусканием света для точек, достаточно удаленных от них (дифракция Френеля). Метод решения последней задачи был "угадан" Гюйгенсом, - уточнил Френелем и только впоследствии был строго выведен Кирхгофом на основе волновой теории и уравнений Максвелла: электромагнитное поле вдали от экрана может рассчитываться как суперпозиция сферических волн, выпущенных каждой открытой точки.

В соответствии с принципом Гюйгенса-Френеля плоский волновой фронт волны, прошли через большое отверстие, оставшееся от края и кривые до предела (рис. 18_1). Это означает, что световые лучи (множество нормалей к фронту) у краев отверстия изгибаются (дифрагируют). При уменьшении размеров отверстия роль дифракции растет. Отверстия, размеры которых сравнимы с длиной волны, превращает плоскую волну в сферическую. При прохождении света через такие отверстия приближение геометрической оптики становится неприменимым, основанных на принципах оптические приборы теряют свою работоспособность. Из-за явления дифракции принципиально невозможно получить оптическое изображения объекта или его деталей, размеры которых не превышают длину волны излучения.

Теория Кирхгофа. В основе теории дифракции Френеля лежит математическое личности, что позволяет связать любые значения, которое является решением уравнения Д'Аламбера функции E(r) в любой точке внутри замкнутой области со значениями на поверхности, ограничивающей эту область (интеграл Кирхгофа):

(1) .

Правдоподбное (но не совсем точное) предположение о том, что поле электромагнитной волны за непрозрачным экраном равно нулю, а искажения, вносимые переизлученным полем на открытых отверстиях малы, позволяют получить для поля во всех точках на экране, выражение, согласующееся с принципом Гюйгенса-Френеля. На рисунке 18_2 приведена фотография распределения интенсивности света, дифрагировавшего на небольшое отверстие прямоугольной формы, и результат расчетов интенсивности по формуле (1).