advertisement

Diffraction of Light

75 %
25 %
advertisement
Information about Diffraction of Light

Published on May 9, 2008

Author: lee.anna.loo

Source: slideshare.net

advertisement

Дифракција на светлината

Создавањето на сенка зад непровидна препрека која стои пред точкест извор е непобитен доказ за праволиниското движење на светлината. Сенката е сосема дефинирана со зраците кои поминуваат по работ на препреката. Но, кога светлината поминува низ мали препреки или тесни отвори, таа покажува отстапување од праволиниското простирање, т.е. зад нив светлината навлегува и во просторот на геометриската сенка. Во таков случај на екранот се појавува интерферентна слика т.е. се појавуваат наизменично светли и темни кругови ако отворот е кружен, или линии ако отворот е правоаголен.

Создавањето на сенка зад непровидна препрека која стои пред точкест извор е непобитен доказ за праволиниското движење на светлината. Сенката е сосема дефинирана со зраците кои поминуваат по работ на препреката.

Но, кога светлината поминува низ мали препреки или тесни отвори, таа покажува отстапување од праволиниското простирање, т.е. зад нив светлината навлегува и во просторот на геометриската сенка. Во таков случај на екранот се појавува интерферентна слика т.е. се појавуваат наизменично светли и темни кругови ако отворот е кружен, или линии ако отворот е правоаголен.

Кога отворот AB е широк (сл. а), многу поголем од брановата должина λ на упадната светлина, на екранот ќе се набљудува слика со истата форма на отворот на препреката. Кога отворот AB е мал (сл. б), споредлив со брановата должина λ на упадната светлина, точките A и B , како и сите точки меѓу нив стануваат извори на елементарни бранови според Хајгенсовиот принцип.

Кога отворот AB е широк (сл. а), многу поголем од брановата должина λ на упадната светлина, на екранот ќе се набљудува слика со истата форма на отворот на препреката.

Кога отворот AB е мал (сл. б), споредлив со брановата должина λ на упадната светлина, точките A и B , како и сите точки меѓу нив стануваат извори на елементарни бранови според Хајгенсовиот принцип.

Зад AB ќе се емитираат кохерентни бранови кои на екранот ќе дадат интерферентна слика. Ако, на пример, патната разлика за зраците A и B е цел број λ во точката M се добива максимум, а ако е непарен број λ /2 се добива минимум. Истото важи и за точката N . Надвор од CD ќе се јавуваат наизменично темни и светли места.

Зад AB ќе се емитираат кохерентни бранови кои на екранот ќе дадат интерферентна слика.

Ако, на пример, патната разлика за зраците A и B е цел број λ во точката M се добива максимум, а ако е непарен број λ /2 се добива минимум. Истото важи и за точката N . Надвор од CD ќе се јавуваат наизменично темни и светли места.

Оваа појава која е заснована на интерференција на брановите кои потекнуваат од два или повеќе елементарни извори е позната како дифракција на светлината . Односно, дифракција претставува скршнувањето на светлината од правецот на нејзиното праволиниско простирање. За да настане дифракција потребно е отворите да се од ред на големина на брановата должина на светлината, и со зголемувањето на димензиите на препреките дифракционите ефекти се губат и велиме дека светлината почнува да се движи праволиниски.

Оваа појава која е заснована на интерференција на брановите кои потекнуваат од два или повеќе елементарни извори е позната како дифракција на светлината .

Односно, дифракција претставува скршнувањето на светлината од правецот на нејзиното праволиниско простирање.

За да настане дифракција потребно е отворите да се од ред на големина на брановата должина на светлината, и со зголемувањето на димензиите на препреките дифракционите ефекти се губат и велиме дека светлината почнува да се движи праволиниски.

Дифракција во секојдневниот живот Дифракцијата се јавува и кај предмети со остри рабови или тенки препреки ( пр. пајажина ) .

Дифракцијата се јавува и кај предмети со остри рабови или тенки препреки ( пр. пајажина ) .

CD/DVD Кај CD/DVD може да се забележи дифракција на површината од дискот. Се појавуваат линии на мало растојание една од друга кои го формираат спектарот на белата светлина.

Кај CD/DVD може да се забележи дифракција на површината од дискот. Се појавуваат линии на мало растојание една од друга кои го формираат спектарот на белата светлина.

Компјутерска стимулација на интерферентна слика добиена со пробивање на светлина од ласер со бранова должина од 663 nm низ коцкаст отвор со големини 20 на 20 μ m. Сликата се добива на екран поставен на 1 m од отворот. Во реалноста добиената слика би била 30 на 30 cm .

Компјутерска стимулација на интерферентна слика добиена со пробивање на светлина од ласер со бранова должина од 663 nm низ коцкаст отвор со големини 20 на 20 μ m. Сликата се добива на екран поставен на 1 m од отворот. Во реалноста добиената слика би била 30 на 30 cm .

Дифракција на светлината на една пукнатина Дифракција на светлината се јавува како резултат на суперпозиција на светлински бранови кои скршнуваат од препреките. Според Хајгенсовиот принцип точките од работ на препреката до кои стигнал бран претставуваат извори на нови елементарни бранови кои може да интерферираат. Кога светлината паѓа на препрека на која има пукнатини со ширина а, може да се набљудува дифракциона појава на екран, поставен паралелно на препреката на дадено растојание.

Дифракција на светлината се јавува како резултат на суперпозиција на светлински бранови кои скршнуваат од препреките. Според Хајгенсовиот принцип точките од работ на препреката до кои стигнал бран претставуваат извори на нови елементарни бранови кои може да интерферираат.

Кога светлината паѓа на препрека на која има пукнатини со ширина а, може да се набљудува дифракциона појава на екран, поставен паралелно на препреката на дадено растојание.

Оптичката разлика δ на двата бранови од краевите на препреката е еднаква со геометриската патна разлика Δ , бидејќи n = 1 и во било која точка на екранот, може да се определи како: а фазната разлика изнесува: За определување на интензитетот на светлината при дифракција се користи фазниот метод. Отворот на пукнатината со ширина a низ која поминува светлина може да се подели на N еднакви делови, кои согласно со Хајгенсовиот принцип претставуваат извор на нови елементарни бранови. Растојанието помеѓу два извора изнесува:

Оптичката разлика δ на двата бранови од краевите на препреката е еднаква со геометриската патна разлика Δ , бидејќи n = 1 и во било која точка на екранот, може да се определи како:

а фазната разлика изнесува:

За определување на интензитетот на светлината при дифракција се користи фазниот метод. Отворот на пукнатината со ширина a низ која поминува светлина може да се подели на N еднакви делови, кои согласно со Хајгенсовиот принцип претставуваат извор на нови елементарни бранови. Растојанието помеѓу два извора изнесува:

Ако препреката со пукнатина се наоѓа на големо растојание од екранот E , или ако на патот на зраците се постави леќа, може да се смета дека светлинските бранови се паралелни. Тогаш оптичката патна разлика помеѓу два соседни бранови е: а фазната разлика изнесува: Централниот максимум се добива за агол θ = 0 ° , каде сите елементарни бранови се во фаза. Ако амплитудата на пооделните бранови е иста и изнесува А 0 тогаш централниот максимум има амплитуда:

Ако препреката со пукнатина се наоѓа на големо растојание од екранот E , или ако на патот на зраците се постави леќа, може да се смета дека светлинските бранови се паралелни. Тогаш оптичката патна разлика помеѓу два соседни бранови е:

а фазната разлика изнесува:

Централниот максимум се добива за агол θ = 0 ° , каде сите елементарни бранови се во фаза.

Ако амплитудата на пооделните бранови е иста и изнесува А 0 тогаш централниот максимум има амплитуда:

Резултантната амплитуда или интензитетот на светлината на секоја точка од екранот, што одговара на даден агол θ може да се определи ако се користи фазниот метод за суперпозиција на светлинските бранови. Резултантната амплитуда има минимална вредност ако векторите на амплитудите на елементарните извори формираат затворен многуаголник. Во овој случај тој има N страни. Тогаш фазната разлика помеѓу два соседни бранови е:

Резултантната амплитуда или интензитетот на светлината на секоја точка од екранот, што одговара на даден агол θ може да се определи ако се користи фазниот метод за суперпозиција на светлинските бранови.

Резултантната амплитуда има минимална вредност ако векторите на амплитудите на елементарните извори формираат затворен многуаголник. Во овој случај тој има N страни.

Тогаш фазната разлика помеѓу два соседни бранови е:

Тоа значи дека првиот минимум се добива кога брановите од изворите на краевите на пукнатината имаат фазна разлика 360 ° , а брановите од првиот извор и изворот што се наоѓа веднаш под средината на отворот имаат фазна разлика 180 ° : Ако фазната разлика помеѓу два соседни елементарни извори е φ , тогаш фазната разлика помеѓу првиот и секој нареден од N -те извори е φ , 2 φ , ... , ( N -1 ) φ , соодветно. За големи вредности на N и мали за φ , фазниот дијаграм може да се апроксимира со кружен лак. Резултантната амплитуда е еднаква на растојанието помеѓу краевите на лакот.

Тоа значи дека првиот минимум се добива кога брановите од изворите на краевите на пукнатината имаат фазна разлика 360 ° , а брановите од првиот извор и изворот што се наоѓа веднаш под средината на отворот имаат фазна разлика 180 ° :

Ако фазната разлика помеѓу два соседни елементарни извори е φ , тогаш фазната разлика помеѓу првиот и секој нареден од N -те извори е φ , 2 φ , ... , ( N -1 ) φ , соодветно. За големи вредности на N и мали за φ , фазниот дијаграм може да се апроксимира со кружен лак. Резултантната амплитуда е еднаква на растојанието помеѓу краевите на лакот.

Фазната разлика помеѓу првиот и последниот извор е Φ и може да се определи од фазниот дијаграм со равенката: каде што r е радиус на лакот, а должината на лакот е A max =NA 0 . Геометриски аголот Φ може да се пресмета со равенката: Од претходните две равенки за резултантната амплитуда се добива равенката:

Фазната разлика помеѓу првиот и последниот извор е Φ и може да се определи од фазниот дијаграм со равенката:

каде што r е радиус на лакот, а должината на лакот е A max =NA 0 .

Геометриски аголот Φ може да се пресмета со равенката:

Од претходните две равенки за резултантната амплитуда се добива равенката:

Бидејќи амплитудата на централниот max е A max , односот на интензитетите на останатите max во однос на централниот може да се определи како: Ако равенката за фазната разлика помеѓу светлинските бранови што се наоѓаат на краевите на препреката : се замени во претходната равенка за интензитетот на резултантниот светлински бран се добива равенката :

Бидејќи амплитудата на централниот max е A max , односот на интензитетите на останатите max во однос на централниот може да се определи како:

Ако равенката за фазната разлика помеѓу светлинските бранови што се наоѓаат на краевите на препреката :

се замени во претходната равенка за интензитетот на резултантниот светлински бран се добива равенката :

Кога интензитетот на резултантниот бран е минимален, т.е. I = 0 , тогаш : па условот за min може да се определи според равенката: Интензитетите на максимумите во однос на централниот може да се определат како:

Кога интензитетот на резултантниот бран е минимален, т.е. I = 0 , тогаш :

па условот за min може да се определи според равенката:

Интензитетите на максимумите во однос на централниот може да се определат како:

Распределба на интензитетот на светлина при дифракција на пукнатина

Add a comment

Related pages

Diffraction - Wikipedia, the free encyclopedia

The effects of diffraction are often seen in everyday life. The most striking examples of diffraction are those that involve light; for example, the ...
Read more

Diffraction of Light: light bending around an object

Diffraction of Light light bending around an object Diffraction is the slight bending of light as it passes around the edge of an object. The amount of ...
Read more

dict.cc | diffraction | Wörterbuch Englisch-Deutsch

Übersetzung für diffraction im Englisch-Deutsch-Wörterbuch dict.cc. Alle Sprachen ... diffraction of light diffraction order diffraction pattern
Read more

Diffraction-limited system - Wikipedia, the free encyclopedia

The Abbe diffraction limit for a microscope. The observation of sub-wavelength structures with microscopes is difficult because of the Abbe diffraction limit.
Read more

Diffraction of Light - Olympus Microscopy Resource Center

Diffraction of Light. We classically think of light as always traveling in straight lines, but when light waves pass near a barrier they tend to bend ...
Read more

dict.cc Wörterbuch :: diffraction :: Deutsch-Englisch ...

Englisch-Deutsch-Übersetzung für diffraction im Online-Wörterbuch dict.cc (Deutschwörterbuch). ... diffraction of light Beugung {f} des Lichtsphys.
Read more

Molecular Expressions Microscopy Primer: Light and Color ...

In the microscope, scattering or diffraction of light can occur at the specimen plane due to interaction of the light with small particles or features, and ...
Read more

Diffraction and Interference - uni-hannover.de

Here we are interested mainly in colours resulting from diffraction and interference, i.e. superposition of diffracted waves. Light, electromagnetic waves ...
Read more

Diffraction: Waves & Light Science Activity ...

Light bends when it passes around an edge or through a slit. This bending is called diffraction. You can easily demonstrate diffraction using a candle or a ...
Read more

Diffraction of Light - YouTube

Check us out at http://physics.tutorvista.com/light/d... What is Diffraction of Light Diffraction is the bending of light as it passes the edge ...
Read more