Diffrakcióval virtuális laboratórium wiki, rajongók powered by Wikia
Diffrakciós hullámok (latin diffractus -. Szó szerint lebontva, törött) - olyan jelenség, amely lehet tekinteni, mint az eltérést a jogszabályok geometriai optika, szaporítását hullámok. Eredetileg ez a fogalom csak a diffrakciós hullámok átjáró akadályok körül, de a jelenlegi, a tágabb értelmezést, diffrakciós csatlakozni egy nagyon széles körű jelenségek előfordulnak a terjedése a inhomogén média, valamint a korlátozott forgalmazási térben hullámok. Diffrakciós szorosan kapcsolódik a jelenség az interferencia. Sőt, a diffrakciós jelenség gyakran értelmezik, mint egy speciális esete interferencia (zavaró másodlagos hullámok) is.
Diffrakciós hullámok figyelhető függetlenül azok jellegétől és a következők lehetnek:
- átalakításában térbeli-hullám struktúrát. Bizonyos esetekben ez az átalakulás is tekinthető „elhajlása” hullámok akadályok más esetekben - mint egy kiterjesztése a szög terjedésének hullám gerendák vagy alakváltozás egy bizonyos irányban;
- a bővítési a hullámok a saját frekvencia spektrumot;
- átállítása polarizáció hullámok;
- változni hullám fázis szerkezetét.
A diffrakciós hatások függenek közötti összefüggés a hullámhossz és a jellegzetes mérete szabálytalanságok vagy egyenetlenségeket a középhullámú szerkezet maga. Ők leginkább megnyilvánult méretei inhomogenitások összehasonlíthatóak a hullámhossz. Ha a méretek a inhomogenitások jelentősen meghaladó hullámhossz (3-4 nagyságrenddel több) diffrakciós jelenség általában elhanyagolható. Az utóbbi esetben a hullámterjedés nagyfokú pontosságot által leírt jogszabályok geometriai optika. Másrészt, ha a inhomogenitások a közepes méretű sokkal kisebb, mint a hullámhossz, ebben az esetben, hanem a diffrakciós gyakran beszélnek a jelenség szóródása hullámok.
A legjobban tanulmányozott diffrakciós az elektromágneses (különösen optikai) és akusztikus hullámok, valamint a gravitációs-kapilláris hullámok (hullámok a folyadék felszínén).
Finomságok értelmezésében a „diffrakciós” Edit
A jelenséget a diffrakciós a fontos szerepet játszott az eredeti méreteit a régió a hullám területen, és, a kiindulási szerkezetet a hullám mező, amelyre jelentős átalakítása, ha az elemek wavefield szerkezete hasonló hullámhosszon, vagy kevesebbet. Például, korlátozott hely hullám gerenda hajlamos „eloszlassa” ( „vérzik”) a térben is, mivel szaporodik homogén közegben. Ezt a jelenséget nem írták le a törvényei geometriai optika és tárgya diffrakciós jelenségek (diffrakciós divergencia diffrakciós hullámot sugárzó). Kezdeti restrikciós wavefield térben és annak egyedi szerkezete is előfordulhat nem csak jelenléte miatt az elnyelő vagy visszaverő elemek, hanem például, a generáció (generációs, sugárzás) a hullám területen.
Kezdetben a diffrakciós jelenség úgy értelmezték, mint a hajlítóhullám akadályokat. azaz a penetráció a hullámok a geometriai árnyék. Meg kell jegyezni, hogy a környezetet, amelyben a hullám sebessége egyenletesen (például, míg a hullámhossz) változik pont-pont, a terjedését a hullám gerenda ívelt (lásd. A gradienst optika. Gradiens hullámvezetők. Mirage). Ebben a hullám is körbejárja az akadályt. Azonban egy ilyen görbe vonalú hullámterjedés leírható egy geometriai optika egyenletek, és ez a jelenség nem alkalmazható diffrakciós. Visszavonulás szögletes fény terjedését is megfigyelhető erős gravitációs mezőben. Kísérletileg igazolták, hogy a fény halad közelében egy hatalmas tárgy, például közel a csillag tér el a gravitációs mező irányába csillagok. Így ebben az esetben beszélhetünk a „kerekítés” light wave akadályokat. Azonban ez a jelenség is vonatkozik diffrakciós. Azonban sok esetben a diffrakciós lehet, és nem kapcsolódik a bypass akadályokat. Erre példa a diffrakciós nem abszorbens (átlátszó) ún fázisú szerkezetek.
A szempontból a modern tudomány, mint a meghatározása diffrakciós fény diffrakciós akadály elismert elegendő (túl keskeny) és nem elég, megfelelő.
Mivel egyrészt a fény diffrakciós jelenség volt lehetetlen megmagyarázni szempontjából a sugárzási karakterisztikát, hogy van, a szempontból geometriai optika és másrészt a diffrakciós megkapta a teljes magyarázatot keretében a hullám elmélet, ez gyakran a diffrakciós hogy megértsék a megnyilvánulása való bármilyen eltérés a törvényi geometriai optika. Meg kell jegyezni, hogy egyes hullám jelenségek nem írták le a jogszabályok geometriai optika és ugyanabban az időben, nem vonatkoznak a diffrakciós. Az ilyen tipikus hullámjelenségek közé tartoznak például, a forgatás a polarizációs síkját a fényhullám optikailag aktív közeg, amely nem diffrakciós. Azonban, az egyetlen eredmény az úgynevezett kollineáris diffrakciós optikai mód konverzió lehet pontosan forgatni a polarizáció síkja, míg a diffraktált hullám nyaláb fenntartja az eredeti terjedési iránya. Az ilyen diffrakciós típusú lehet végrehajtani, például a fény diffrakciós ultrahang, kettősen törő kristályokból, amelyben a hullám vektorok az optikai és akusztikus hullámok párhuzamosak egymással. Egy másik példa: szempontjából geometriai optika lehetetlen megmagyarázni a jelenséget, amely az úgynevezett függő hullámvezetők, bár ezek a hatások nem tekinthetők diffrakciós (hullámjelenségek társított „kísérő” mezők).
A közös tulajdon minden diffrakciós hatások pontosan meghatározott függőség ennek a jelenségnek az összefüggés a hullámhossz és közepes méretű szabálytalanságokat. Ezért diffrakciós hullám egy univerzális jelenség, és jellemzi az ugyanazon törvény által abban az esetben hullámok különböző jellegű.
Amplitúdó és fázis inhomogenitása szerkesztése
Egyéni diffrakciós esetekben szerkesztése
Kerekítés akadályokat hullámok a folyadék felszínén szerkesztése
Azt diffrakciós fény a képernyő szélén. Határ szerkesztéséhez az árnyék
A diffrakció a vágásnál szerkesztése
Példaként tekintsük a diffrakciós mintázat előforduló, amikor a fény áthalad a résen átlátszatlan képernyőn. Meg fogjuk találni a fényintenzitás szögétől függően ebben az esetben.
A matematikai reprezentációja Huygens elv használják írni az eredeti egyenletet.
Tekintsünk egy monokromatikus síkhullám amplitúdójú hullámhossza λ esemény a képernyőn egy horony szélessége, ami egy.
Ha a vágás egy síkban X'-Y”, origó középpontú, akkor feltételezhető, hogy a diffrakciós hullám termel ψ r távolságtól. amely eltér sugárirányban távol a bemetszést felírható:
Legyen (x „y”, 0) - A lényeg belül szakasz, amit integrálni. Szeretnénk tudni, hogy az intenzitás a ponton (x, 0, z). A slot van egy véges méret az X irányban (a hozzá), és az y irányban végtelen ([,]).
A r távolság a rés úgy definiáljuk, mint:
Feltételezve, hogy az eset a Fraunhofer diffrakciós. Kapunk az állapotot. Más szóval, a távolság a megfigyelési pont sokkal nagyobb, mint a jellemző méret a különbség (szélesség). A binomiális expanzió és elhanyagolja szempontjából a második és a magasabb rendű kicsinység, a távolság felírható:
Úgy látszik, hogy 1 / r, a következő egyenlet nem oszcillál, vagyis ez ad kis mértékben járulnak hozzá az intenzitást, mint az exponenciális szorzót. És akkor felírható kb mint z.