Исследование дифракционной картины от узкой щели, опытное определение длины волны лазерного излучения



страница1/12
Дата12.09.2017
Размер1,45 Mb.
ТипЛабораторная работа
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12



3

ДИФРАКЦИЯ ФРАУНГОФЕРА


Лабораторная работа В-4

1. Цель работы
Изучение явления дифракции света, экспериментальное исследование дифракционной картины от узкой щели, опытное определение длины волны лазерного излучения.
2.Подготовка к работе
Изучите теоретический материал по учебникам [1]-[3]: явление дифракции, особенности дифракции Фраунгофера и Френеля, принцип Гюйгенса-Френеля, метод зон Френеля, условия минимумов и максимумов интенсивности на дифракционной картине от узкой щели. Ознакомьтесь с устройством лабораторной установки. Подготовьте ответы для допуска к лабораторной работе.
3.Краткая теория
Дифракция света - совокупность явлений, наблюдаемых при распространении световых волн в среде с резкими неоднородностями.

При падении плоской монохроматической волны на узкую щель в непрозрачной преграде на удалённом экране наблюдается дифракционная картина с характерным чередованием светлых и тёмных полос-максимумов и минимумов интенсивности I-при этом свет как бы огибает края щели, проникая в область геометрической тени (рис.1).






При достаточно больших расстояниях L от щели до экрана лучи, идущие в определённую точку экрана, можно считать параллельными – в этом случае говорят о дифракции Фраунгофера; дифракция в непараллельных лучах носит название дифракции Френеля.

Условия дифракции Фраунгофера можно также выполнить, поместив за щелью собирающую линзу и разместив экран в её фокальной плоскости (рис.2). В этом случае каждой точке экрана будет соответствовать система параллельных лучей, падающих на линзу под определённым углом φ к её оптической оси (этот угол называют углом наблюдения; F- фокусное расстояние линзы).

Для анализа явления дифракции используется принцип Гюйгенса- Френеля. Согласно этому принципу:

1. Открытый участок волнового фронта представляется в виде множества малых элементов - вторичных когерентных источников.

2. Волновой фронт за препятствием является поверхностью, огибающей волновые фронты вторичных волн.

3. Распределение интенсивности света в зоне дифракции является результатом интерференции вторичных волн, приходящих от вторичных источников в точки наблюдения.

Полный расчёт функции I(x) вдоль экрана требует сложения волн от большого

(в пределе – бесконечного) количества вторичных источников.



В случае, если нас интересуют только положения максимумов и минимумов на дифракционной картине - эти расчёты можно упростить, воспользовавшись методом зон Френеля.

Согласно этому методу открытую часть волнового фронта в плоскости щели следует разбить на зоны (по сути,- группы вторичных источников) в виде полос, параллельных краям щели. При заданном угле наблюдения ширина каждой зоны a выбирается так, чтобы разность хода лучей, приходящих в точку наблюдения от краёв зоны, равнялась /2. При таком выборе зон колебания, возбуждаемые на экране вторичными волнами от краёв двух соседних зон, оказываются в противофазе и гасят друг друга.

На рис.3 показан случай, когда на ширине щели укладываются две зоны Френеля - AB и BC.Согласно методу Френеля разности хода лучей, идущих от краёв зон в точку наблюдения под углом , равны:

BF= CG=a sin = (1)

Условие (1) выполняется также для любых пар вторичных источников, отстоящих от точек A и B (например, для середин зон D и E). В итоге две соседние зоны, показанные на рис. 3, дадут на экране интенсивность света I=0. Очевидно, что таким же будет результат и для любого
Каталог: bitstream -> 123456789
123456789 -> Ресурсное обеспечение экономического развития промышленных регионов в кризисных условиях
123456789 -> Аналого-цифровые преобразователи Общие сведения
123456789 -> Конспект лекций по учебной дисциплине «международное публичное право» тема 1 понятие, сущность и роль международного права в современных международ ны Х отношениях
123456789 -> Московский государственный
123456789 -> Беларусь молдова: взаимодействие в условиях перехода на новый уровень
123456789 -> Конспект лекций по курсу «История славянских народов: История России и Украины
123456789 -> Acceptor — акцептор access — доступ, подход; вход, лаз accessible
123456789 -> 1. Предмет прикладной климатологии Задачи науки Изучаемые явления и процессы
123456789 -> Тема 17. Паннельно-лучистое отопление 17 Характеристика и классификация панельно лучистого отопления
123456789 -> В. Н. Каразина конституционное право украины учебное пособие


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал