Дифракция Фраунгофера от щели. (лекция 5)

Рассмотрим бесконечно длинную щель.

Разобьем ее на элементарные зоны dx.

Вторичные волны в направлении угла собираются в P. Каждый dx в P дает dA=Сdx

Тогда амплитуда A0, создаваемая в P всеми зонами:

Напряжение электрического поля

Колебание испущенное dx в P

Интенсивность света пропорциональна квадрату амплитуды

Тогда I-φ = Iφ. Это означает, что дифракционная картина симметрична относительно центра линзы. Заметим, что при смещении щели параллельно экрану дифракционная картина, наблюдаемая на экране, остается неподвижной (ее середина лежит против центра линзы). Напротив, смещение линзы при неподвижной щели сопровождается таким же смещением картины на экране.

Максимумы:


 

18. Дифракционная решетка.

Дифракционной решеткой называется совокупность большого числа одинаковых, отстоящих друг от друга на одно и тоже расстояние щелей.

При падении света на решетку каждая щель в отдельности даст такую же картину распрежедения интенсивности, как одна щель. Картины от всех щелей придутся на одно и тоже место не зависимо от положения щели. Центральный максимум будет лежать против центра линзы. Будем считать, что радиус когерентности - длины решетки.

Тогда результирующее колебание в точке Р, положение которой определяется углом φ, представляет собой сумму N одинаковых колебаний сдвинутых друг относительно друга по фазе на одну и ту же величину δ. <некоторый текст утерян>

Интенсивность при этих условиях равна

(1)

(в данном случае роль I0 играет Iφ).

Из рис. 130.1 видно, что разность хода от соседних щелей равна . Следовательно, разность фаз

(2)

где к — длина волны в данной среде.

Подставив в (1) - (2) и формулу интенсивности свет при дифракции от щели - получим:

— интенсивность, создаваемая одной щелью против центра линзы.

Первый множитель обращается в нуль в точках, для которых

В этих точках интенсивность, создаваемая каждой щелью в отдельности, обращается в 0. Это - минимумы.

Второй множитель принимает значение N2в точках, удовлетворяющих условию

В этих точках колебания от отдельных щелей усиливают друг друга. Это условие главных максимумов.