Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Крауфорд Ф. -> "Волны" -> 210

Волны - Крауфорд Ф.

Крауфорд Ф. Волны — М.: Наука, 2007. — 528 c.
Скачать (прямая ссылка): volni2007.djvu
Предыдущая << 1 .. 204 205 206 207 208 209 < 210 > 211 212 213 214 215 216 .. 263 >> Следующая

от линзы, т. е. /"0,5 см, и мы получаем следующую оценку размера нити:
Ах < f Д0 да (0,5) (3-10"4)" 1,5-10~4 см.
Сделать столь малую нить вряд ли возможно,
9.6. Дифракция и принцип Гюйгенса
Различие между интерференцией и дифракцией. В п. 9.5 мы рассмотрели
угловой разброс пучка из-за дифракции и произвели грубый расчет
дифракционной картины при падении плоской волны на отверстие в
непрозрачном экране (рис. 9.10, б) или на зеркало (рис. 9.10, в), а также
в случае плоского излучателя (рис. 10, г). До этого мы рассматривали
интерференционную картину, образованную двумя точечными или линейными
источниками. В чем различие между интерференционной и дифракционной
картинами?
Реального различия между ними нет. В силу исторических причин
распределение амплитуды или интенсивности, появляющееся вследствие
суперпозиции вкладов от конечного числа отдельных когерентных источников,
обычно называется интерференционной картиной. Распределение амплитуды или
интенсивности, вызванное суперпозицией вкладов от расположенных
"непрерывно" друг за другом когерентных источников, называют
дифракционной картиной. Поэтому говорят об интерференционной картине от
двух узких щелей и о дифракционной картине от одной широкой щели или о
комбинированной (интерференционной и дифракционной) картине от двух
широких щелей.
В п. 9.5 мы предположили, что ограниченный дифракцией пучок, возникающий
при падении плоской волны на отверстие
427
(апертуру) в экране (рис. 9.10, б), эквивалентен пучку от плоского
излучателя, размер которого равен величине отверстия, а все излучающие
элементы колеблются в фазе и с одинаковой амплитудой (рис. 9.10, д). В
этом пункте мы попытаемся доказать справедливость нашего предположения.
Мы увидим, что, хотя предположение об эквивалентности апертуры и
источника не совсем точно, оно является удобным приближением, значительно
упрощающим вычисление дифракционной картины. Это предположение
справедливо, пока размеры апертуры значительно больше длины волны.
Предположение об эквивалентности облегчает расчет излучения, испущенного
не под очень большими углами относительно основного направления пучка.
Методика таких вычислений (основанная на замене апертуры соответствующим
плоским излучателем), позволяющая определить интерференционную картину
для определенного сечения пучка г, называется построением Гюйгенса. Мы
пользуемся им для вычисления дифракционной картины, возникающей при
падении плоской волны (например, от удаленного точечного источника) на
отверстие в непрозрачном экране.
Действие непрозрачного экрана. Любое электромагнитное излучение связано с
колебанием заряженных частиц. Полное электрическое (и магнитное) поле в
любой точке представляет собой суперпозицию волн, образованных всеми
источниками, т. е. всеми колеблющимися зарядами. В нашей задаче мы имеем
один удаленный точечный источник, который дает падающую на экран плоскую
волну. Полная амплитуда волны за непрозрачным экраном равна нулю по
определению (экран непрозрачный). Эта полная амплитуда представляет собой
суперпозицию волны от источника S и волн, испущенных колеблющимися
электронами в веществе экрана. Экран не пропускает падающую волну. Это
значит, что суперпозиция всех волн, т. е. волн от источника S и волн от
возбужденных падающим излучением электронов экрана (электроны
возбуждаются также вследствие излучения от других электронов), дает за
экраном нулевую амплитуду.
Если это кажется странным, то вспомните, почему статическое электрическое
поле внутри металлического проводника равно нулю. Проводник не "съедает"
внешнее поле. Когда в это поле вносят проводник, заряды в проводнике
перемещаются до тех пор, пока суперпозиция полей от поверхностных зарядов
и внешнего поля не приведет к отсутствию поля в проводнике. Все
электромагнитные поля происходят от заряженных частиц, и нулевое поле,
возникающее за непрозрачным экраном, является результатом суперпозиции.
Если вы будете представлять себе электрические силовые линии от
заряженной частицы как небольшой поток "пуль", движущихся от точечного
заряда со скоростью света, то это может привести к трудностям. "Пули" не
подчиняются- принципу суперпозиции. Два таких потока не могут пройти друг
через друга без взаимодействия. Суперпозиция двух "пуль" не может дать
нуля. С точки зрения та-
428
кого ошибочного представления об электрическом поле вы будете
рассматривать действие металлического проводника на электростатическое
поле, в котором он находится, как действие брони на поток пуль. Точно так
же было бы ошибкой считать, что экран, на который падает свет,
представляет собой некую броню, останавливающую и поглощающую свет,
превращая его в тепло (если экран черный), или отражающую "пули" назад
(если поверхность экрана блестящая). Эта картина неверна, и если вы
именно так представляете себе механизм взаимодействия излучения с
экраном, то постарайтесь избавиться от этого неверного представления.
Предыдущая << 1 .. 204 205 206 207 208 209 < 210 > 211 212 213 214 215 216 .. 263 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed