5В01110 «Информатика» мамандығы бойынша оқитын курс студенттеріне арналған физика пәнінің оқу-әдістемелік кешені

жүктеу 25,66 Mb.

бет	199/320
Дата	01.12.2017
өлшемі	25,66 Mb.
	#2698

1 ... 195 196 197 198 199 200 201 202 ... 320

Гюйгенс – Френель принципі.

Дифракция–жарық толқындарының жолдарында кездескен бөгеттерді орағытып өтуі, немесе, анығырақ айтқанда — толқындардың таралу кезіндегі кез-келген бөгеттерден, яғни, геометриялық заңдылықтардан ауытқуы.

Дифракцияның негізгі заңдылықтары екі принцип арқылы түсіндірледі:

1. Гюйгенс принципі. Уақыттың кез-келген мезетінде жарық толқыны тарайтын толқындық беттің әр бір нүктесін элементар толқын көзі деп қарастыруға болады.

2. Интерференция заңы. Жарық толқын бетінің барлық нүктесі бірдей жиілікте тербеліп тұрады. Олардың фазалары да бірдей. Олай болса, оларды когерентті жарық көзінің жиынтығы деп қарастыруға болады.

Френель осы екі принципті біріктірді. Ол Гюйгенс –Френель принципі деп аталады. Бұл принцип бойынша толқын бетінің фронтының алдыңғы жағындағы нүктедегі тербелісті табу үшін сол нүктедегі толқындық беттің барлық нүктелерінен келген тербелістерді тауып, одан кейін олардың фазалары мен амплитудаларын ескере отырып қосу керек.

Френель зоналары. Гюйгенс принципі түсіндіре алмайтын жарықтың түзу сызық бойымен таралу заңын Гюйгенс-Френель принципі бойынша түсіндіруге болады. S жарық көзінен жарық толқыны таралсын. Гюйгенс принципі бойынша жан-жаққа сфералық жарық таралады. Радиусы Р сфералық бет Φ жүргізейік. Енді M нүктесіндегі жарық толқынының әсерін анықтау үшін сол толқындық бетті дөңгелек зоналарға бөлеміз. Көршілес сфералар радиустарының бір-бірінен айырмасы λ/2 – тең болатындай етіп аламыз. Сонда 1-ші сфераның

радиусы b₁=b₀+λ/2, 2-кі b₂=b₁+λ/2, тағы сол

12.9-сурет. сияқты- b_m=b_m-1+λ/2. Осы сфералар Φ толқындық

бетті бірнеше зонаға бөледі. Оны Френель зоналары деп атайды (12.9-сурет)

М нүктесіне келген тербелістер амплитудасы кішірейе береді (A₁>A₂>A₃>…> Аm),. Мұндағы A₁–орталық зонадан, A₂ A₃, A₄…-1,2, зоналардан келген толқындар қоздырған тербелістердің амплитудалары. М нүктесіне көршілес екі зонадан келетін тербелістердің фазалары қарама-қарсы болатындықтан, m зоналар әсерінен пайда болған қорытқы тербелістің А амплитудасы мынаған тең болады: А=А₁-А₂+А₃-А₄+…Аm. Егер m >> 1, A₁ >>A_m болған жағдайда :

Сөйтіп, өте көп зоналар немесе өте үлкен толқындық бет әсерінен пайда болған қорытқы тербелістің амплитудасы, орталық зонаның әсерінен пайда болған тербеліс амплитудасының жартысына тең. Барлық Френель зоналардың бетінің ауданы

тең. Сыртқы Френель зонасының радиусы

тең.

Сонымен, жарықтың бір текті ортада түзу сызықтың бойымен таралуы элементар толқындар интерференциясының нәтижесі болады.

жүктеу 25,66 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 195 196 197 198 199 200 201 202 ... 320