Fraunhofer diffractie. Spectrale analyse van elektromagnetische lichtgolven

Diffractie - een bepaald aantal verschijnselen die optreden bij het rijden door middel van lichtgolven met uitgesproken onregelmatigheden (gaatjes, ondoorzichtige schermen, etc.). Ze zijn verbonden met een afwijking van de principes van geometrische optica. De essentie van dit concept ligt in het vermogen van de elektromagnetische straling buigen rond obstakels. Fraunhofer diffractie optica aanzienlijk grotere praktische waarde dan de diffractieverschijnselen Frenkel.

Vanwege deze eigenschap, de elektromagnetische golf balk, buigen rond obstakels de zogenaamde geometrische schaduw te dringen en het gat met kleine diameter. Het passeren van hen, de golven breken in componenten, dat opent mogelijkheden voor leren en spectrale analyse van de aard van het licht studies. Aldus Fraunhofer diffractie omvat aanpassingsgrootte gaten golflengte.

Dit verschijnsel kan worden verklaard middels principe van Huygens - Frenkel. Het wordt gebruikt om een aantal problemen in verband met het onderzoek op het gebied van de distributie van de lichtintensiteit en de distributie in verschillende omgevingen met obstakels op te lossen. De ontdekking van het diffractieverschijnsel destijds de belangrijkste bewijs van de golf aard van het licht. De eerste kwantitatieve theorie van dit fenomeen behoort tot de Franse natuurkundige Frenkel. Echter, de postulaten zijn nog steeds overwegend theoretisch karakter.

Een Fraunhofer diffractie en de praktische uitvoering, waarbij de lichtbron geplaatst in de lens focus. Het is niet nodig als de bron een laser zoals een evenwijdige stralingsbundel uitzendt. Fraunhofer diffractie plaatsvindt in een obstakel in het pad van lichtstralen die door de lens. Schilderen van het optische fenomeen wordt waargenomen in het brandvlak van de andere lens geplaatst over het obstakel.

Maar de eenvoudigste te berekenen en uiterst belangrijk voor praktische optica geval het Fraunhofer diffractie bij één spleet lange rechthoekige dwarsdoorsnede. In dit geval het gat invallende monochromatische vlakke golf. Lichtveld voorbij de spleet werd geconstrueerd volgens het principe van Huygens als gevolg van secundaire coherente golfinterferentie. Alle golven van dit type komen uit verschillende delen van het golffront. Het belangrijkste kenmerk van het diffractiepatroon dat de secundaire golven uitgezonden golffront strip, vouwen na het passeren van het obstakel, vormen een cilindrische golf waarvan de as dient als band.

Het diffractiepatroon in dit geval een afwisseling van lichte en donkere gebieden worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een lichtpunt in het midden, waarbij de geometrische schaduwzone. Gekenmerkt door het feit dat het beeld zal worden gekleurd naar wit licht. Central band zal dan helder, en anderen zullen afwisselen in kleur van paars naar rood. Fraunhofer diffractie in de spleet ontstaat een onscherpe afbeelding van de lichtbron, welke wordt gedeeld door donkere strepen. Het diffractiepatroon op prikken geeft een systeem van concentrische cirkels met een donkere vlek in het midden van de Poisson. Lichte stroken die zich voordoen op het scherm wordt de diffractiepieken en het donker - minimaal.

Het verschijnsel van diffractie wordt gebruikt voor het nauwkeurig meten van de golflengte van het licht. Ook wordt rekening gehouden bij het ontwerpen van een verscheidenheid van optische inrichtingen, aangezien dit fenomeen een aantal beperkingen oplegt aan de resolutie.