Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика


§ 132. Простейшие дифракционные явления



Pdf көрінісі
бет180/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   176   177   178   179   180   181   182   183   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 132. Простейшие дифракционные явления. Простейший

случай н а р у ш е н и я законов геометрической оптики был опи-

сан в § 80, где было показано, что в случае прохождения света

через очень малое отверстие не соблюдается правило прямо-

линейного распространения: свет на краях отверстия заметно

отклоняется в стороны, огибая края. Такого рода о г и б а н и е

можно при внимательном наблюдении обнаружить при отбрасы-

вании на экран тени от любого препятствия, даже если оно не

очень мало. Но так как угол отклонения света от направления

прямолинейного распространения обычно невелик, то наблюде-

ние облегчится, если экран расположить далеко от препятствия.

Так, свет, идущий от небольшого яркого источника через

круглое отверстие диаметра d (рис. 274, а), должен по правилам

геометрической оптики дать на экране M M резко ограниченный

светлый кружок на темном фоне (рис. 274, б). Такая картина

и наблюдается практически при обычных условиях опыта. Но ес-

ли расстояние от отверстия до экрана в несколько тысяч раз

превосходит размеры отверстия, то удается наблюдать важные

детали явления: образуется более сложная картина, которая

состоит из совокупности светлых и темных концентрических

колец, постепенно переходящих друг в друга (рис. 274, в). При

другом соотношении между диаметром отверстия и расстоянием




Гл. XIV. Дифракция света

337


до экрана в центре картины может быть темное пятно. Этот

случай особенно наглядно характеризует волновые свойства све-

та и совершенно необъясним с позиции геометрической оптики

(подробнее см. § 133).

Рис. 274. Дифракции от круглого отверстия: а) схема опыта; б) вид

тени, когда диаметр отверстия

d

сравним с расстоянием



D

от отверстия

до экрана; в) вид тени, когда диаметр отверстия

d

в тысячи раз меньше



расстояния

D

от отверстия до экрана



Таким образом, для наблюдения описанного случая дифрак-

ции надо применить или очень малое отверстие (сотые доли

миллиметра, если мы хотим сделать опыт на лабораторном столе)

или прибегнуть к расположению экрана на большом расстоянии

от отверстия (сотни метров, если мы хотим работать с отверсти-

ями в несколько миллиметров).

Точно так же при освещении маленьким источником доста-

точно больших непрозрачных предметов, расположенных сравни-

тельно недалеко от экрана, получаем вполне резкие тени. Но ес-

ли расстояние от предмета до экрана значительно превосходит

размеры предмета, то тень приобретает сложный характер.

На рис. 275, а изображена тень от прямолинейного предмета

(проволочки или карандаша), отброшенная на отдаленный экран.



338

Гл. XIV. Дифракция света

Внутри тени наблюдаются области, куда заходит свет, а края

тени окаймлены рядом светлых и темных полос. На рис. 275, б

изображена тень от шурупа, полученная в таких же условиях.

Сложный характер картины показывает, что свет значительно

Рис. 275. Фотографии дифракционных картин (тень отбрасывается на

экран): а) дифракция от проволоки (I) и карандаша (II); б) дифракция

от шурупа; в) дифракция от руки, держащей тарелку, при различном

расстоянии от руки до экрана



Гл. XIV. Дифракция света

339


уклоняется от прямых линий, загибаясь около краев и давая

ряд светлых и темных областей, лишь отдаленно напоминающих

резкую тень, подобную предмету. На рис. 275, в изображена тень

руки, держащей тарелку. Опыты были осуществлены в 1912 г.

В. К. Аркадьевым и А. Г. Калашниковым в Московском универ-

ситете и проводились с уменьшенной моделью руки с тарелкой.

Расстояния от модели до экрана, проставленные на рисунке,

пересчитаны для опыта с тарелкой натуральной величины. Чем

дальше расположен экран, тем меньше сходство между очерта-

ниями тени и предмета

1

).

Описанные выше явления нарушения закона прямолинейного



распространения света получили название дифракции света.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   176   177   178   179   180   181   182   183   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет