Д і с т е о р и я с ы

Жарықтың біртекті емес ортада таралуы кезінде пайда болатын құбылыс жарық дифракциясы деп аталады. Қарапайым мағынасын қарастырсақ, жарық дифракциясы дегеніміз жарықтың кедергіні айналып өту құбылысы.

Дифракция құбылысын Гюйгенс Френель принципін қолданып түсіндіруге болады: жарық толқынының алғы шебінің әрбір нүктесі екінші реттік жартылай сфералық толқындардың көзі болып табылады, айналып өткен екінші реттік толқын фронты болады.

Егер саңылауға параллель жарық сәулелері түсетін болса саңылаудан өткен екінші реттік толқын фронты орталық бөлігінде жазық болып, ал шеткі жақтарында қисаяды. Сонымен жарық мөлдір емес экранның арғы жағына да тарай алады.

Дифракциялық суретін түсіндіру үшін Френельдің зоналар әдісін пайдалануға болады. Ені а саңылауға параллель сәулелер шоғы түскен болсын (2-сурет). Саңылаудан өткен соң жарық әртүрлі бағытта тарайды. Жарық сәулесінің бастапқы бағытына φ бұрыш жасап тарайтын сәулені таңдап алайық. А нүктесінен 2-сәулеге перпендикуляр түсірейік. АС – екінші ретті толқынның фронты. ВС=∆- оптикалық жол айырмасы. АВС ұшбұрышынан оптикалық жол айырмасын анықтасақ: ∆=asinφ. Оптикалық жол айырмасында λ/2-ге тең бөліктерді алайық. Осындай бөліктердің саны екеу болсын. Бөліну нүктелерінен саңылауға дейін АС фронтын параллель түзулер жүргіземіз. Сонда саңылау екі бөлікке немесе екі зонаға-Френель зоналарына бөлінеді. Әр зона көршілес зонаға қарсы тербелістер таратады. Саңылау арқылы өткен сәулелердің жолына жинағыш линза қоятын болсақ, онда ол сәулелер линзаның фокус жазықтығында, М нүктесінде жиналады. Тербелістер М нүктесіне қарама қарсы фазада жетеді, ендеше қорытынды тербеліс нольге тең болады, яғни бұл нүкте жарықтанбайды. Бұл минимум шартына сәйкес болады: егер толқын фронтының ашық бөлігінде жарты толқын ұзындығының жұп саны орналасса, қарастырылып отырған нүктеде жарық әлсірейді, (өшеді), яғни , k=0,1,2,3... (1)

Ал егер толқын фронтының ашық бөлігінде Френель зоналарының саны тақ болса, онда қарастылып отырған нүктеде жарық күшейеді, немесе, егер оптикалық жол айырмасына жарты толқын ұзындығына тақ саны сәйкес келсе, онда қарастырылып отырған нүктеде жарықтың күшеюі байқалады, яғни , k=0,1,2,3... (2)

1-сурет

2-сурет

3-сурет

4-сурет

Егер бір емес, бірнеше саңылау, яғни дифракциялық тор алатын болсақ, онда әрбір саңылауда дифракция құбылысы байқалады. Дифракциялық тордың барлық саңылауларынан өткен сәулелерді линза бір нүктеде жинайды, яғни интерференциялайды. Оптикалық жол айырмасы жарты толқын ұзындығының жұп санына тең болса, онда максимум шарты орындалады.

∆=(a+b)Sinφ, (a+b)Sinφ=kλ, k=1,2,3… (3)

5-сурет

Егер дифракциялық торға түсетін жарық ақ болса, онда экранда дифракциялық спектр байқалады. Дифракциялық тордың максимум шартынан толқын ұзындығын анықтауға болады:

(4)

Мұндағы L-дифракциялық тордан экранға дейінгі арақашықтық, S-жарық көзі, A-саңылау, O–жарықтандырғыш объективі, Д дифракциялық тор, Э экран, l -орталық жолақ пен зерттелетін жолақтың ара қашықтығы. Ауытқу бұрышы аз болғандықтан , мұнда

(5)

мұнда – дифракциялық тор тұрақтысы.

Дата добавления: 2015-11-14