Difracció de Fraunhofer. L'anàlisi espectral de les ones electromagnètiques de la llum

Difracció - una certa conjunt dels fenòmens que es produeixen quan es condueix a través del mitjà d'ones de llum amb irregularitats pronunciades (forats petits, pantalles opaques, etc.). Estan connectats amb una desviació dels principis de l'òptica geomètrica. L'essència d'aquest concepte rau en la capacitat de la radiació electromagnètica es dobleguen al voltant de qualsevol obstacle. Fraunhofer òptica de difracció té substancialment més valor pràctic que el de difracció fenòmens Frenkel.

A causa d'aquesta propietat, l'ona electromagnètica del feix, doblat al voltant dels obstacles per aconseguir l'anomenada ombra geomètrica i penetrar en el forat de diàmetre petit. Que passa a través d'ells, les onades trenquen en components, el que obre noves oportunitats per a l'aprenentatge i l'anàlisi espectral de la naturalesa dels estudis de llum. Per tant la difracció de Fraunhofer implica forats joc de la mida longitud d'ona.

Aquest fenomen també es pot explicar mitjançant el principi de Huygens '- Frenkel. S'utilitza per resoldre alguns problemes relacionats amb les investigacions en el camp de la distribució de la intensitat i la distribució de la llum en diferents entorns amb obstacles. El descobriment de la difracció fenomen en aquell moment era la clau de l'evidència de l'ona de la naturalesa de la llum. La primera teoria quantitativa d'aquest fenomen pertany al físic francès Frenkel. No obstant això, els seus postulats segueixen sent en gran mesura teòrica.

Una de difracció de Fraunhofer té un exercici pràctic en el qual es col·loca la font de llum en el focus de la lent. No és necessària si la font és un làser ja que emet un feix de radiació en paral·lel. Fraunhofer de difracció es produeix en qualsevol obstacle situat a la trajectòria dels raigs de llum que passen a través de la lent. Pintura del fenomen òptic s'observa en el pla focal de l'altra lent es col·loca sobre l'obstacle.

Però la més senzilla de calcular i de summa importància per a l'òptica pràctica cas és la difracció de Fraunhofer en una sola escletxa llarga de secció transversal rectangular, secció. En aquest cas, l'ona plana monocromàtica forat incident. camp de llum més enllà de la ranura es va construir d'acord amb el principi de Huygens, com a resultat de la interferència d'ones coherent secundària. Totes les ones d'aquest tipus provenen de diferents parts del front d'ona. La característica principal del patró de difracció és que les ones secundaris emesos tira de front d'ona, doblant després de passar l'obstacle, formen una sola ona cilíndrica l'eix serveix com la banda.

El patró de difracció en aquest cas és una alternança de zones clares i fosques que es caracteritzen per la presència d'un punt brillant en el centre, on la zona d'ombra geomètrica. Caracteritzat pel fet que la imatge serà de color a la llum blanca. banda central serà llavors brillant, i altres s'alternarà en el color de porpra a vermell. La difracció de Fraunhofer al peu del canó crea un borrosa imatge de la font de llum, que està dividida per franges fosques. El patró de difracció en petits forats dóna un sistema de cercles concèntrics amb una taca fosca al centre de la Poisson. ratlles de llum que es produeixen a la pantalla es diu els pics de difracció, i la foscor - si més no.

El fenomen de difracció s'utilitza per mesurar amb precisió les longituds d'ona de llum. A més, es té en compte en el disseny d'una varietat de dispositius òptics, ja que aquest fenomen imposa algunes restriccions a la seva resolució.