Дифракція світла. Принцип Гюйгенса -Френеля. Дифракційні явища. Поляризація світла. Методи одержання поляризації світла»

Дифракція світла - явище огинання світлом перешкоди або проходження через вузький отвір. Це окремий випадок прямолінійності розповсюдженням світла. Спостерігається в середовищі з різкими неоднорідностями. Світло відхиляється від прямолінійного поширення при проходженні його через малий отвір або вузькі щілини (0,1-1,0 мм). У цьому випадку промені світла поширюються не тільки прямо, але і в сторони, від чого довкола світлого гуртка чи світлої смуги з'являється кольорова облямівка - дифракційні кільця або смуги. Перші легко спостерігати, якщо дивитися крізь малий отвір на що стоїть недалеко джерело світла. Чим менше отвір, тим більше діаметр першого кільця дифракції. Зі збільшенням отвори його (першого кільця дифракції) діаметр зменшується. Дифракція погіршує різкість зображення при дуже сильному діафрагмірованіі об'єктива. Вона починає позначатися з відносного отвору 1:8-1:11

Внаслідок дифракції при висвітленні непрозорих екранів на кордоні тіні, де, згідно із законами геометричної оптики, повинен був би відбуватися стрибкоподібний перехід від тіні до світла, спостерігається ряд світлих і темних дифракційних смуг.

Дифракція світла - явище огинання світлом перешкоди внаслідок інтерференції вторинних хвиль від джерел на краях перешкоди. Умова дифракції: розміри перешкод повинні бути менше або дорівнюють розміру хвиль.

Принцип Гюйгенса - Френеля - основний постулат хвильової теорії, що описує і пояснює механізм поширення хвиль, зокрема світлових.

Принцип Гюйгенса - Френеля є розвитком принципу, який ввів Християн Гюйгенс у 1678 році: кожна точка поверхні, досягнута пучком світла, є вторинним джерелом світлових хвиль. Огинаюча вторинних хвиль стає хвильової поверхнею в наступний момент часу. Принцип Гюйгенса пояснює поширення хвиль, що узгоджується з законами геометричної оптики, але не може пояснити явищ дифракції. Огюстен Жан Френель в 1815 році доповнив принцип Гюйгенса, ввівши уявлення про когерентності та інтерференції елементарних хвиль, що дозволило розглядати на основі принципу Гюйгенса - Френеля і дифракційні явища.

Принцип Гюйгенса - Френеля формулюється наступним чином:

Кожен елемент хвильового фронту можна розглядати як центр вторинного обурення, яке породжує вторинні сферичні хвилі, а результуюче світлове поле в кожній точці простору буде визначатися інтерференцією цих хвиль.

Густав Кірхгоф надав принципом Гюйгенса - Френеля строгий математичний вигляд, показавши, що його можна вважати наближеною формою теореми, званої інтегральної теоремою Кірхгофа (див. метод Кірхгофа).

Фронтом хвилі точкового джерела в однорідному просторі є сфера. Амплітуда обурення у всіх точках сферичного фронту хвилі, яка поширюється від точкового джерела, однакова.

Рефракція волн по Гюйгенсу

 

Дифракція волн по Гюйгенсу

ü Задачі.

ü Самостійно розв’язати задачі:

ü Питання самоконтролю:

1. Означення дифракції. Принцип Гюйгенса- Френеля.

2. Дифракційні явища Френеля.

3. Дифракція Фраунгофера.

4. Дифракційні гратки.

5. Природне і поляризоване світло.

6. Поляризація світла при відбивання та заломленні на межі поділу однорідних та ізотропних середовищ

7. Подвійне заломлення променів.

8. Оптична активність. Магнітне повертання площини коливань, або ефект Фарадея.

9. Обертальна здатність. Поляриметри.

Література:

Посібник №1. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., випр.] - К.: Техніка, 2006. - 532 с. - Т.1: Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка

Посібник №2. Кучерук Ї.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За пр. І.М. Кучерука. – [2-е вид., ипр..] — К.: Техніка, 2006. – 452 с. – Т.2: Електрика і магнетизм.

Посібник № 3. Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: У 3-х т. / За ред. І.М. Кучерука. - [2-е вид., зипр.] -К.: Техніка, 2006. - 518 с. - Т.З: Оптика. Квантова фізика.

Посібник №4. П.П. Чолпан Основи фізики: навч. Посібник: - К. Вища шк., 1995.- 488 с.: іл.

Посібник №5. І.П. Гаркуша, І.Т. Горбачук, В.П. Курінний та ін.; за заг. ред. І.П. Гаркуші./Загальний курс фізики: Зб. Задач./ К.Техніка,2003.-560с.

Л1. Том 3, розділ 4,5; § 4.1-4.4,5.1-5.9, с. 260-269

Л5. Розділ 5, §5.4,5.5, с. 257,267

 

Самостійна робота №31.