Основные понятия и формулы
Дифракция света
К дифракции относят совокупность явлений, связанных с отклонениями от законов геометрической оптики в среде с заметными неоднородностями (размер неоднородностей сравним с длиной волны света). В соответствиис принципом Гюйгенса – Френеля каждая точка фронта волны является источником вторичных когерентных волн. Пространственное перераспределение интенсивности в результате суперпозиции вторичных когерентных волн и наблюдается при дифракции света.
Если источник света и место наблюдения дифракции находятся вблизи препятствия, наблюдают дифракцию Френеля. В этом случае для решения дифракционной задачи (максимум или минимум света в точке наблюдения? ) световой фронт удобно разбивать на зоны Френеля ([1, §177,
с. 286–288] ): фазы колебаний, возбуждаемых соседними зонами Френеля, различаются на p.
Разность хода вторичных световых волн до точки наблюдения от соответствующих точек соседних зон Френеля равна 
. Поэтому амплитуда результирующих колебаний, вызванных совместным действием двух соседних зон, будет равна разности амплитуд колебаний, возбужденных в точке наблюдения волнами, исходящими от каждой зоны в отдельности. Амплитуду результирующих колебаний, возбужденных волнами, исходящими от всего фронта волны, можно представить в виде знакопеременного ряда:
,
где 
- амплитуда колебаний в точке наблюдения, возбуждаемых действием первой (центральной) зоны Френеля.
- амплитуда волны, идущей от 
– зоны Френеля.
Действия всего открытого фронта волны в точке наблюдения эквивалентно действию половины первой зоны Френеля 
, а интенсивность света в этом случае
.
Условия дифракционных Если световой фронт содержит четное число зон
минимумов в методе зон Френеля, световые волны ослабляют друг друга,
Френеля в точке наблюдения интенсивность равна нулю.
 |
Условия дифракционных Если световой фронт содержит нечетное число зон
максимумов в методе зон Френеля, в точке наблюдения световые волны
Френеля усиливают друг друга, интенсивность макси-
мальна.
Радиус зон Френеля для сферических волн рассчитывается по формуле
, (1) (1)
где a и b – расстояния от источника света S и от точки наблюдения Р до фронта волны; m – номер зоны Френеля (m = 1, 2, ...).
Для плоской волны радиус m зоны Френеля
(2)
Если источник света и точка наблюдения находятся достаточно далеко от препятствия (дифракция происходит в параллельных лучах), то наблюдают дифракцию Фраунгофера.
При дифракции Фраунгофера на одной щели ([1, §179] ) минимум интенсивности наблюдается при условии
(3)
где 
– ширина щели, 
- угол дифракции, т.е. угол между нормалью к диафрагме, содержащей щель, и напряжением распространения вторичных когерентных лучей, m – целое число (m – 1, 2, 3…..)
Условие дифракционных максимумов на одной щели
, (4)
где m – порядок дифракционного максимума (m = 0, 1, 2…..)
При дифракции Фраунгофера на дифракционной решетке ([1, §180]) максимум интенсивности наблюдается при условии:
Условие главных максимумов при дифракции на дифракционной решетке
Здесь d – период решетки, j – угол между направлениями на центральный максимум (m = 0) и на максимум порядка m.
Угловая дисперсия дифракционной решетки
, 
где dj – угловое расстояние между спектральными линиями, отличающимися на величину dl0 по длине волны. Линейная дисперсия дифракционной решетки
, 
где dl – линейное расстояние на экране между спектральными линиями, отличающимися на величину dl0 по длине волны.
Разрешающая способность дифракционной решетки
, 
где N – общее число штрихов дифракционной решетки, dl0 – минимальная разность длин волн двух спектральных линий, при которой эти линии воспринимаются раздельно (см [1], §183, с. 295–296).
Условия дифракционных максимумов для дифракции рентгеновских лучей в кристалле
, (9)
где d - межплоскостное расстояние в кристалле,
- длина волны рентгеновского излучения,
m - порядок дифракционного максимума (
)
- угол скольжения (угол между напряжением падающего луча и поверхностного кристалла).