дифракция на светлината

Що е дифракция?

Дифракция на светлината се нарича отклонението и от праволинейното разпространение, когато преминава

през отвор или среща препятствие. В този случай светлинните лъчи се разпространяват не само по права

линия, но и встрани, поради което около светлото кръгче или светлата ивица се появява оцветен ръб -

дифракционни пръстени или ивици.

Характерна е за всички видове вълни- звукови, водни, радиовълни и т.н.

Отклонение на светлината от праволинейния и път след

преминаване през малък отвор или покрай ръб на непрозрачен предмет.

Съгласно с принципа на Хюйгенс- Френел, когато фронът на вълната

достигне отвора, всяка негова точка става източник на сферични

вълни, които са кохерентни.

При дифракция от процеп успореден сноп монохроматична

светлина пада върху непрозрачна пластинка.

Получава се редуване на тъмни и светли ивици- дифракционни

ивици.

Дифракция от преграда

Подобно отклонение на лъчите от

първоначалната им посока се наблюдава и

когато светлината премине покрай

непрозрачно тяло- и тук лъчите

навлизат в пространството на

геометричната сянка на тялото.

Когато широчината на отвора е голяма спрямо дължината на

вълната, в резултат на интерференцията се получава пълно гасене встрани от отвора. Фронтът на

вълната остава успореден на преградата- лъчите не променят

първоначалната си посока.

Когато широчината на отвора стане близка до дължината на вълната,

близо до ръбовете на отвора вторичните вълни не се гасят

напълно в страничните посоки и част от светлината навлиза в

геометричната сянка на отвора.

Ако широчината на отвора е много по- малка от дължината на вълната,

отворът действа като точков източник на една сферична вълна която се разпространява в цялото

пространство зад преградата- ималъчи във всички посоки.

ИЗВОД- дифракцията на светлината представлява

навлизане на лъчите в геометричната сянка

на предметите. Условие светлината

да дифрактира е размерите на отворите или

предметите да бъдат сравними с

дължината на вълната

Дифракционна решетка

Един от най-точните уреди за измерване на дължините на светлинните вълниПредставлява непрозрачна плочка, върху която на равни разстояния един от друг са нанесени голям брой тесни успоредни отвори.d = a+b

a-ширина на един процепb-разстояние между два съседни процепаd-константа на решетката-разстоянието между средите на два съседни отвора

Видове дифракционни решетки и приложение

Стандартната дифракционна решетка (стъклената пластинка) може да се използва за изслдване спектъра на

светлината със спектрометър.

При някои дифракционни решетки нарезите са

нанесени върху огледална повърхност и

дифракционните максимуми се наблюдават

в отразена светлина, както е при

компактдисковете. Такива дифракционни решетки се

наричат отражателни.

Спектър на видима светлина

Човешкото око възприема светлина с дължина на вълната от 400 до 750 nm. Светлина, чиято

дължина на вълната е около 650 nm се възприема като червена, тази около 400 nm – като виолетова,

а светлината в центъра (510 nm) с най-широк обхват като зелена

Нютон пръв забелязал, че когато лъч светлина премине през стъклена призма, част от лъча се отразява, а останалата част преминава през стъклото, пречупва се и се оцветява в различни ивици. Той предположил, че светлината се състои от частици в различни цветове и че различните цветове светлина се движат с различна скорост в прозрачна среда. От това следва, че светлина с различна дължина на вълната ще се пречупи под различен ъгъл.Нютон разделил спектъра на седем цвята: червен, оранжев, жълт, зелен, син, индиго и виолетов.

Дифракцията играе важна роля при формирането на изображенията в оптическите уреди- микроскопи, телескопи и др. Когато наблюдаваме с микроскоп обект, чиито размери са сравними с дължината на светлинната вълна, вследствие на дифракцията лъчите се закривяват и контурите на обекта

изглеждат размити. Затова с микроскоп, който използва видима светлина, може да се изучават само обекти, чиито

размери по порядък са по-големи от микрометър.

КРАЙ

Изготвили:

Валентин Вълканов и Сашко Павлов