Фізика дифракція світла

Якщо на шляху хвилі виникає перешкода, то відбувається дифракція – відхилення хвилі від прямолінійного поширення. Це відхилення не зводиться до відбиття або заломлення, а також викривлення ходу променів внаслідок зміни показника заломлення середовища. Дифракція полягає в тому, що хвиля огинає край перешкоди і заходить в область геометричної тіні.

Нехай, наприклад, плоска хвиля падає на екран з досить вузькою щілиною (рис. 4.87). На виході з щілини ми побачимо розбіжну хвилю! Прямолінійний хід хвилі порушується, і хвильовий процес досягає тих точок, де мала б знаходитися тінь від екрану. Расходимость хвилі в результаті дифракції на щілині буде тим більше, чим більше відношення Л / а, де Л – довжина хвилі, а – ширина щілини. Тому дифракційні явища виражені то чіткіше, чим дрібніше перешкоду. Найбільш істотна дифракція в тих випадках, коли розмір перешкоди менше або порядку довжини хвилі.

Дифракція, як і інтерференція, властива всім видам хвиль – механічних і електромагнітних. На досвіді спостерігається дифракція світла. Саме здатність світла до інтерференції і дифракції послужила свого часу доказом хвильової природи світла і дала початок хвильової оптиці.

Правда, спостереження дифракційних явищ в оптиці утруднено через малість довжини світлової хвилі. Так, при Л = 500 нм і розмірі щілини а = 0,5 мм маємо: Л / а = 0,001. Така приблизно величина кута (в радіанах), яка характеризує розбіжність пучка після дифракції. Тому, щоб зафіксувати відхилення світлових променів від прямолінійного поширення, екран повинен знаходитися досить далеко (на відстані декількох метрів, а то й кількох десятків метрів). Нагадує інтерференцію, чи не так? Це вона і є; чергуються світлі й темні кільця є інтерференційними максимумами і мінімумами. Які ж хвилі тут «Чистий» принцип Гюйгенса нічого не говорить про інтерференції і вже тим більше не пояснює її. Відповідно, на підставі принципу Гюйгенса не можна зрозуміти і дифракцію. Необхідне посилення цього принципу було зроблено Френелем.

Посилання на основну публікацію