Fraunhofer διάθλαση. Η φασματική ανάλυση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων φωτός

Περίθλαση - ένα ορισμένο σύνολο φαινομένων που συμβαίνουν κατά την οδήγηση με τη μεσολάβηση των κυμάτων του φωτός με έντονη ανωμαλίες (μικρές οπές, αδιαφανή πετάσματα, κ.λπ.). Συνδέονται με μια απόκλιση από τις αρχές της γεωμετρική οπτική. Η ουσία αυτής της ιδέας έγκειται στην ικανότητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στροφή γύρω από οποιαδήποτε εμπόδια. Fraunhofer οπτική περίθλαση έχει ουσιαστικά μεγαλύτερη πρακτική αξία από ό, τι η περίθλαση φαινόμενα Frenkel.

Λόγω αυτής της ιδιοκτησίας, το ηλεκτρομαγνητικό κύμα δοκού, κάμψη γύρω από τα εμπόδια για να πάρει το λεγόμενο γεωμετρικά σκιά και διεισδύσουν στην οπή μικρής διαμέτρου. Περνώντας μέσα από αυτά, τα κύματα σπάνε πάνω σε συστατικά, η οποία ανοίγει ευκαιρίες για μάθηση και φασματική ανάλυση της φύσης του φωτός μελέτες. Έτσι Fraunhofer διάθλαση περιλαμβάνει οπές μεγέθους ταιριάζουν μήκους κύματος.

Το φαινόμενο αυτό μπορεί να εξηγηθεί με βάση την αρχή του Huygens' - Frenkel. Χρησιμοποιείται για να λύσει κάποια προβλήματα που σχετίζονται με τις έρευνες στον τομέα της κατανομής της έντασης του φωτός και της διανομής σε διαφορετικά περιβάλλοντα με εμπόδια. Η ανακάλυψη του φαινομένου διάθλασης κατά τη στιγμή ήταν το κλειδί απόδειξη της κυματική φύση του φωτός. Η πρώτη ποσοτική θεωρία του φαινομένου αυτού ανήκει στο γαλλικό φυσικός Frenkel. Ωστόσο, αξιώματα του είναι ακόμη σε μεγάλο βαθμό θεωρητική.

Η περίθλαση Fraunhofer και αποτελεί την πρακτική εφαρμογή, στην οποία η πηγή φωτός είναι τοποθετημένη στην εστίαση του φακού. Δεν απαιτείται εάν η πηγή είναι ένα λέιζερ, δεδομένου ότι εκπέμπει μια παράλληλη δέσμη ακτινοβολίας. Fraunhofer διάθλαση εμφανίζεται σε οποιοδήποτε εμπόδιο που στη διαδρομή του ακτίνες φωτός που περνούν μέσα από το φακό. Ζωγραφική του οπτικού φαινομένου παρατηρείται στο εστιακό επίπεδο του άλλου φακού τοποθετείται πάνω από το εμπόδιο.

Αλλά το πιο απλό για τον υπολογισμό και εξαιρετικά σημαντικό για την πρακτική περίπτωση οπτική είναι η περίθλαση Fraunhofer σε μία μόνο σχισμή της μεγάλης ορθογώνιας διατομής. Στην περίπτωση αυτή, η οπή περιστατικό μονοχρωματικό επίπεδο κύμα. Φως πεδίο πέρα από τη σχισμή είναι κατασκευασμένη σύμφωνα με την αρχή Huygens' ως αποτέλεσμα της δευτερογενούς συνεκτικής παρεμβολών κύματος. Όλα τα κύματα αυτού του τύπου προέρχονται από διάφορα μέρη του μετώπου κύματος. Το κύριο χαρακτηριστικό του προτύπου περίθλασης είναι ότι οι δευτερεύουσες κύματα που εκπέμπονται κυματομετώπου λωρίδας, αναδίπλωση μετά τη διέλευση από το εμπόδιο, σχηματίζουν ένα ενιαίο κυλινδρικό κύμα του οποίου ο άξονας χρησιμεύει ως ζώνη.

Το πρότυπο διάθλασης σε αυτή την περίπτωση είναι μια εναλλαγή των φωτεινών και σκοτεινών περιοχών που χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός φωτεινό σημείο στο κέντρο, όπου η γεωμετρική σκιά ζώνη. Χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι η εικόνα θα είναι χρωματισμένα με λευκό φως. Κεντρική μπάντα τότε θα είναι φωτεινό, και άλλοι θα εναλλάσσονται στο χρώμα από μωβ σε κόκκινο. Fraunhofer διάθλαση στο κενό δημιουργεί μια θολή εικόνα της πηγής φωτός, το οποίο διαιρείται από σκοτεινά λωρίδες. Το διάγραμμα περίθλασης για μικρές οπές δίνει ένα σύστημα ομόκεντρων κύκλων με ένα σκοτεινό σημείο στο κέντρο του Poisson. ραβδώσεις φως που εμφανίζονται στην οθόνη ονομάζεται κορυφές περίθλασης, και το σκούρο - τουλάχιστον.

Το φαινόμενο της περίθλασης χρησιμοποιείται για τη μέτρηση με ακρίβεια τα μήκη κύματος του φωτός. Επίσης, θα λαμβάνεται υπόψη κατά το σχεδιασμό μιας ποικιλίας των οπτικών συσκευών, δεδομένου ότι το φαινόμενο αυτό επιβάλλει κάποιους περιορισμούς στις τους ανάλυση.