Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики. Том 4. Оптика " -> 122

Общий курс физики. Том 4. Оптика - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики. Том 4. Оптика — Оптика, 1980. — 752 c.
Скачать (прямая ссылка): obshkfopt1980.djvuСкачать (прямая ссылка): optika1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 331 >> Следующая


х) Моральди наблюдал такое пятнышко еще в 1723 г. Вероятно, еще раньше (1715 г.) оно наблюдалось Делилем, хотя указания последнего недостаточно ясны. Однако эти наблюдения остались незамеченными и были забыты, поскольку природа явления не была понята.

? ¦


Il

Рис. 15Э. лярна к оси SP. Пусть 10] ДИФРАКЦИЯ ОТ КРУГЛОГО ОТВЕРСТИЯ И ЭКРАНА

26Э

яняк

Рис 160.

название пятна А раго — Пуассона. Наблюдаемая картина дифракции от круглого экрана приведена на рис. 160.

Если точка наблюдения P не находится в центре картины, то кольцевые зоны Френеля, конечно, можно ,построить и для нее. Однако зоны, расположенные ближе к центру, окажутся неприкрытыми лишь частично. Это сильно усложняет вычисление интенсивности света. Можно только сказать, что дифракционная картина должна обладать осевой симметрией. Вне геометрической тени получается система концентрических светлых и темных полос. Внутри самой геометрической тени также могут получиться дифракционные кольца, в особенности когда экран прикрывает небольшое число зон Френеля. Но эти кольца мало контрастны, а распределение света в них сложное.

Демонстрацией явления пятна Aparo жить опыт Поля. Он сфотографировал ярко освещенный шаблон, заменив объектив гладким металлическим шаром. Эта фотография воспроизведена на рис. 161, а параметры установки приведены в задаче в конце этого параграфа.

В; Ангерер сфотографировал изображение чело-¦ п веческого лица, заменив шар металлическим диском.

5. Применим метод зон Френеля к объяснению теней, т. е. прямолинейного распространения света. Поскольку речь идет о законе, от которого принципиально должны наблюдаться отступления, наши рассуждения не могут претендовать на строгость.

Пусть на пути распространяющейся волны поставлен экран или отверстие произвольной формы. Их размеры должны быть велики по сравнению с длиной волны. Разобьем волновой Фронт на кольцевые зоны Френеля. Некоторые зоны могут оказаться открытыми полностью, другие частично, третьи совсем закрытыми.

Пуассона может слу-

шШт

Hi

ІВШИні !ВШИВ

Рис. 161. 274

ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

[ГЛ. IV

Допустим сначала, что точка наблюдения лежит вне геометрической тени, далеко от ее границы. Первые члены ряда (39.4) получатся такими же, как и при свободном распространении волны. Последующие члены начнут изменяться из-за частичного экранирования соответствующих им зон. В зависимости от формы края экрана эти изменения будут носить более или менее нерегулярный характер. Если обнаружится тенденция убывания их по абсолютной величине, то правдоподобно допустить, что напряженность поля в точке наблюдения окажется равной половине напряженности, создаваемой центральной зоной. В случае точечного источника и ровного края экрана это может оказаться и не совсем так. Однако, если источник не совсем точечный, а края экрана не совсем ровные, то произойдет статистическое сглаживание при наложении дифракционных картин от точечных источников, на которые можно разложить протяженный источник. Тогда вдали от края экрана получится такая же освещенность, какая получилась бы при свободном распространении волны.

Допустим теперь, что точка наблюдения лежит внутри геометрической тени, опять далеко от ее границы. Первые зоны Френеля будут полностью закрыты. Нумерацию зон начнем с первой (частично) открытой зоны. Представим поле рядом

E = (E1jCЕг-\- ... + ?д?) +(^w+1+ ^JV +2 + ...),

в котором N + 1 означает номер первой целиком открытой зоны. Ко второй скобке применимы рассуждения, применявшиеся выше в случае свободного распространения волны. Поэтому вторая скобка приближенно равна V2 EN+1. В первой скобке слагаемые меняются более или менее нерегулярно, обнаруживйя в среднем тенденцию возрастания по абсолютной величине. При статистическом усреднении (с учетом неполной точечности источника и неровностей краев экрана) эти нерегулярности сглаживаются, так что первую скобку можно принять равной 1I2 (E1 + En), или 1I2En, поскольку величина E1 должна считаться близкой к нулю из-за малЪсти открытой части соответствующей зоны. Таким образом, E = 1I2 (En + ENjrl)z& ж О, так как для соседних зон En ж—EN+1. Итак, при погружении в область геометрической тени интенсивность света обращается в нуль.

Если источник точечный, а края экрана резкие, то граница геометрической тени расщепляется в дифракционные полосы, как это мы видели при рассмотрении дифракции на круглых отверстии и экране. Однако, если края экрана неровные, то полосы начинают размываться, а при увеличении размеров источника переходят в полутень. 10] ДИФРАКЦИЯ ОТ КРУГЛОГО ОТВЕРСТИЯ И ЭКРАНА

26Э

ЗАДАЧИ

1. В опыте Поля, описанном в тексте, диаметр шара D = 40 мм, расстояние от фотографируемого шаблона до шара а = 12 м, расстояние от шара до изображения 6=18 м, размер шаблона у = 7 мм. Определить размер его изображения и'. При каких условиях опыт удастся с шаром, поверхность которого испещрена множеством неправильных царапин?

Ответ, у' = — у = 10,5 мм, Для удачи опыта необходимо, чтобы глубина
Предыдущая << 1 .. 116 117 118 119 120 121 < 122 > 123 124 125 126 127 128 .. 331 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed