Файл: Авторлары фм.. к. Салькеева А. К., Физика кафедрасы 050716 Тау кен ісі.ppt

Жарық дифракциясы
Авторлары: ф-м.ғ.к. Салькеева А.К.,

Физика кафедрасы

050716 «Тау – кен ісі»
050712 «Машинажасау»
050731 «Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілігінің қауіпсіздігі» мамандықтар үшін.

Дәріс жоспары

1. Гюйгенс- Френель принципы
2. Френельдің зоналық әдістері
3. Бір және бірнеше саңылаулардағы дифракциясы
4. Дифракция торы
5. Голография

Дифракция деп жолында кездесетін кедергіде толқынның айналуы, нақтырақ айтканда геометриялық оптика заңынан кедергі маңында таралған толқынның кез келген ауытқуы

Дифракция құбылысы Гюйгенс принципі көмегімен түсіндіріледі. Толқын жететін әрбір нүкте екінші реттік толқындар центрі болып табылады. Осыдан пайда болған екінші жаңа толқындар, толқын шебі болып есептеледі.

ГЮЙГЕНС-ФРЕНЕЛЬ ПРИНЦИПІ

Гюйгенс қағидасы бойынша ортаның толқын жететін әрбір нүктесі екінші ретті толқындардың көзі болады.
Френель мұны былай толықтырды, яғни екінші ретті толқын көздері когерентті және жаңа толқындар көзі олардың интерференциясының нәтижесі болып табылады.

Жарық дифракциясы – геометриялық оптика заңынан айналулармен байланысты және кішкене саңылау, мөлдір емес дененің маңайындағы ортада жарық таралғанда бақылайтын құбылыс.

Дифракция

Дифракциялық бейне анық

Дифракция байқалмайды

Дифракция құбылысын бақылау шарты

Дифракция байқалмайды

Жарықтың, толқын ұзындығымен салыстырылатын, тар саңылаудан өтуі кезінде дифракция анық көрінеді.

ФРЕНЕЛЬ ЗОНАСЫ

Толқындар тобы зоналарға әрбір келесі тербелістердің қарастырылып отырған М нуктесінен ара қашықтығы толқынның жарты ұзындығына ерекшеленетіндей етіп бөлінеді, сондықтан көрші шекаралардан тербеліс қарама-қарсы фазада келеді.

ФРЕНЕЛЬ ЗОНАСЫНЫҢ ҚҰРЫЛУЫ

S1 B– S0B = S2B – S1B = S3B – S2B = …= λ / 2

М нүктесінде радиусы

,

,

,…

Сондықтан, М нүктесіндегі жарық тербелісінің амплитудасы:
А = А1 – А2 + А3 – А4 +… ,

Р1 М – Р0М = Р2М – Р1М = Р3М – Р2М = …= λ/2

Френель зонасының радиусы

Френель дифракциясы

А = А1 – А2 + А3 – А4 +…± Аm.

А = А1/2 ± Аm/2.

Френель зонасының радиусы

Дөңгелек қуыстағы дифракция

Дөңгелек қуыстағы ДИФРАКЦИЯ

Тақ және Жұп Френель зонасының дөңгелек қуыстағы ДИФРАКЦИЯСЫ

Дисктегі Френельдің дифракциясы

Түссіз емес экранның ДИФРАКЦИЯСЫ

Бір саңылаудағы Фраунгофердің дифракциясы

Интерференция минимумының шарты

Интерференция максимумының шарты

Сонымен Френель зонасының саны жұп болса, онда

Егер Френель зонасының саны тақ болса, онда

(m=1,2,3,…)

(m=1,2,3,…)

Дифракциялық тордағы Фраунгофердің дифракциясы

a + b = d

саңылау саны.

a sin

=

(m=1,2,3,..)

Дифракция торы

m = 0

m =1

m = 2

m = -1

Дифракциялық тор – мөлдір емес ара қашықтықтармен бөлінген бірдей қашықтықта паралель орналастырылған саңылаулар жиынтығы.

Егер дифракциялық тор N салаларынан тұрса

мұнда

барлық бүтін сандардың жиынын алады,0,N,2N…

m’

2d sinφ = mλ (m = 1, 2, 3,....)

Вульф– Брэгтар формуласы

Голография туралы түсінік

СӨЖ арналған бақылау сұрақтары

1. Егер дифракция торының периоды 3,6 мкм болса, дифракцияның 3-ретінде қандай толқын ұзындығы байқалады?
2. Дифракция торының штрихтарының арақашықтығы d = 4 мкм. Торға толқын ұзындығы λ = 0,6 мкм сәуле тік келіп түседі. Тордың максимумдарының ең көп реттік санын анықтандар.
3. Саңылауға толқын ұзындығы λ монохроматты жарық сәулелері параллель келіп түседі. Саңылаудың ені 6 λ болса, спектрдің үшінші минимумы қандай бұрышпен көрінеді?

4. Егер дифракция торының периоды d = 2 мкм болса, онда, толқын ұзындығы λ = 5890 Ǻ сары спектр сызығының ең үлкен ретін анықта.