Fresnel diffrakciós egy kör alakú lyukat, és a lemez 1
1. Diffrakciós egy hengeres furat. Gömb alakú hullám terjesztő egy pontszerű forrásból S, egy akadályba ütközik az útjába egy kerek lyuk (ábra. 6.4 a). A diffrakciós mintázat figyelhető meg a képernyőn a P pont fekvő összekötő egyenes a középső S és O. A képernyő nyílások párhuzamosak a nyílás síkja és a parttól b. Osztjuk a nyitott része a hullám Fresnel zóna a felületen. Részletek a diffrakciós minta számától függ Fresnel zóna nyit a nyílást. A amplitúdója a kapott oszcilláció fény gerjesztettük a P pont összes zóna, használva (6.8) és (6.16), egyenlő
ahol a plusz jel megegyezik egy furcsa m. mínusz - még m.
Amikor a furat kinyílik páratlan számú Fresnel zónák, az amplitúdó (és ennélfogva az intenzitás) fény P pontban nulla lesz. Ha a lyuk nyit egy Fresnel zóna, a P pont amplitúdója. azaz kétszer (intenzitás négyszer több), mint annak hiányában az átlátszatlan akadályt egy lyuk. Ha a lyuk nyit két Fresnel zóna, tetteikért egy P pont lényegében kioltja egymást interferencia miatt. Így a diffrakciós mintázatot a körkörös nyílások közelében, a P pont lesz formájában váltakozó sötét és világos gyűrűk középpontú a P pont, és ha m páratlan, a központ lesz egy fényes folt (megfelel a fényintenzitás eloszlása ábrán látható. 6.4 b) ha m páros, akkor a központ lesz egy sötét folt (ábra. 6.4).
Száma Fresnel zónák kiteszi a lyuk függ az átmérője. Ha ez a nagy, és a kapott amplitúdó. azaz ugyanaz, mint a teljesen nyitott hullámfront. Nem diffrakciós minta ebben az esetben nem fordul elő, a fény egyenes vonalban, mint a hiányában átlátszatlan gáton.
2. A diffrakciós a lemezen. Legyen egy gömb alakú hullám szaporító egy pontban az S, a lemez megfelel az útjába kerül. A diffrakciós mintázat figyelhető meg a képernyőn a P pont fekszik a vonalon összekötő közepén a lemez S c (ábra. 6.5). Ebben az esetben a zárt mérőtárcsarészt hullámfront kell zárni a figyelmet, és a Fresnel zóna építmények kezdve a lemez széleit. Hagyja, hogy a lemez lezárja m első Fresnel zóna. Ezután az amplitúdó a kapott oszcilláció a P pont egyenlő
mint a kifejezés zárójelben képletben (6,19), szerint (6,15) egyenlő nullával. Ennélfogva, a P pont mindig megfigyelhető interferencia maximális (fényes folt), felének megfelelő cselekvési az első nyílt Fresnel zónában. A központi csúcsban körül koncentrikus vele a világos és sötét gyűrűk, és az intenzitás a maximumokat (fény gyűrű) a távolsággal csökken a központtól a kép.
A növekedés az első nyílt Fresnel zóna sugara a lemez eltávolítjuk a P pont növekszik, és a szög a normális, hogy egy pontot a felület és R. Ennek eredményeképpen, az irányt a központi maximális intenzitású növekvő lemez mérete csökken. Nagyobb disk árnyék figyeli őt, a határ közelében, ahol egy súlyos gyenge diffrakciós mintázat. Ebben az esetben a diffrakciós fény lehet elhanyagolni, és tekinthető egyenes vonalban terjedő fény.
Az, hogy a teljesítmény
Feladat 1. Monitoring Fresnel diffrakció a lemezen.
Mivel a diffrakciós fény belép a régió geometriai árnyék. Által megjósolt a hullám elmélet a Fresnel diffrakciós fényfolt közepén kör alakú árnyék a képernyőn ( „Poisson spot”) volt a diadala ezt az elméletet.
1. Állítsa a telepítési eljárást., 12. o.
2. az optikai padon szabaddá, amint azt a 6.6 ábra, a kondenzor lencse, L1 (modul 5) szomszédos a radiátor, egy tárgy tartó egy két koordináta síkban A1 (modul 8) a távolság 25 - 30 cm-re a kondenzor lencse O (a modul 6) a modulok között 5 és 8 a parttól körülbelül 10 cm-re a készülék 8, microprojector A2 (2. modul) által modul 8 közelébe.
3. A két koordináta tartó 8, egy objektumot 15 - tárcsás. Mozgassa a lézer a maximális kibocsátási intenzitás mód (erre szükség van forgassa „aktuális” tápegység emitter óramutató járásával megegyező irányban ütközésig).
4. Tolja egység 2 a lehető legközelebb a tárggyal, és megfigyelni egy árnyék a képernyőn lemezt. Csavarok felmászik a lemez közepén a fényfolt.
5. Lassan nyomja microprojector a tárgytól, figyelje meg a viselkedését az árnyék lemezen. Határozza meg, hogy milyen távolság a lemez közepén az árnyék lesz észrevehetően fényes folt. Ez a távolság állapotát ellenőrző vizsgálata (6.5)?
2. Cél Fresnel diffrakció egy kerek lyuk.
Összhangban a Huygens-Fresnel elv a hullám mező a képernyőn A2 (ábra. 6.7) tekintik az eredménye szuperpozíció hullámok által kibocsátott „másodlagos” forrás található, például, a képernyő síkján A1 és koherens a beeső hullám területen.
Legyen egy síkhullám általában esemény a képernyőn E1 párhuzamos szimmetriatengelye az OP. Számítás azt mutatja, hogy az oszcilláció, hogy jön a P pont a B pont, késik fázisban képest rezgések érkező az O pont, a nagysága
Feiüietszakasz A1, amelyen belül fázisban érkezik a P pont változik az oszcilláció. Ez az úgynevezett Fresnel zónában. Az első Fresnel zóna - egy O középpontú kör, hogy. a második (gyűrű alakú) sávban t. d. Feltételek számát határozza meg (egész vagy tört) területek illeszkednek a kör sugara. vagy sugár résszel, amelyen egymásra első Fresnel zónák (ez - a külső határoló sugara i-edik tartomány):
Összehasonlítva (6,22) és (6,6), megjegyezzük, hogy ha - a jellemző méret a lyukak a képernyőn E1, száma diffrakciós egy olyan paraméter, amely meghatározza, hogy milyen típusú diffrakció és a diffrakciós minta.
Ha A1 képernyőn esik kimenő hullám egy pontszerű forrásból S (. Ábra 6,8), vagy egy hullám, amely konvergál egy ponton S (. 6.9 ábra), a számítás a fáziseltolódások és a szám a Fresnel nyitott területek vezet ugyanarra képletek (6,21) - (6,22) mint a sík hullám, amelyben azonban, kifejezve a távolság a hangsúly az A1 hullám, és a távolság a képernyő az A1 és A2 a képernyőn.
Kimenő hullám
Felzárkózó hullám
Síkhullám, nyilvánvalóan megfelel. .
1. A berendezés telepítésére ugyanaz, mint az előző feladat, csak a kazettás egység 8 üresnek kell lennie.
2. A modulok az 5. és 6., hozzon létre egy párhuzamos gerenda - síkhullám. Ehhez put-kondenzor lencse (modul 5) közelében a radiátor, majd fel az objektívet (modul 6) bizonyos távolságra a kondenzor lencse, egyenlő a gyújtótávolság (100 mm). Ellenőrizze, hogy a köteg sugarak, megjelent a lencse párhuzamos. Ehhez, a lencse microprojector (2 egység) a szalaggal szabad képernyőn (tárgy 45, meghatározza a skála le). Mozgó modul mentén a 2 optikai skála, győződjön meg arról, hogy a folt mérete a képernyőn nem változik. Ezután engedje el a szalagot microprojector.
3. Helyezzük a kazettát egység 8 18 tárgy (átlátszatlan képernyőt egy kerek lyuk átmérője), és a szán, közel a lencse.
4. A beállító csavarokkal egység 8 állítsa a rekeszt a fénysugár tengelye és hogy megkapja egy telepítő képernyő diffrakciós mintázat. A távolság a képernyők E1 (modul 8) és A2 (2. modul) (ábra. 6.8) lehet változtatni azáltal, hogy a bal oldali egység 2, amely kapcsolódik a sík E2, „vizuális” az intenzitás eloszlása különböző távolságokban a képernyőn egy nyílással A1.
5. Az a modul mozgatásához 2 indul a standard egyezteti álláspontját a kockázatokat a 670 mm-es. Határozzuk meg az értéket. amelyben a nyitott és a t. d. Fresnel zónában. Elején a mozgás, akkor megfigyelhetjük, fényes folt a kép közepén. Gondold azt, hogy az első terület. Aztán, ahogy közeledik a 8 modul, a központban a fényfolt keletkezik egy sötét folt, és akkor már két Fresnel zóna ... és így tovább, amíg a kapcsolatot a xy microprojector birtokosa.
6. Graph függ.
7. Tekintettel arra, hogy a jelen ügyben. . meghatározzuk a (6.23), emissziós hullámhossz :.
8. Az eredmények egy táblázatban:
Hogy a következtetést a munka.
1. hogy meghatározza a szöget a diffrakció és a diffrakciós hosszát.
2. Milyen feltételek már nem teljesülnek a törvényi geometriai optika?
3. Mi a különbség a Fresnel diffrakció Fraunhofer diffrakciós? Mi a kritériuma megfigyelése egy adott típusú diffrakciós?
4. Határozza meg a Fresnel zóna? Származhat képlet sugarának Fresnel zónák (6.17).
5. Hogy amplitúdója és intenzitása a fény érkezik a megfigyelési ponton csak egy központja a Fresnel zóna és minden hullám felület?
6. Magyarázza a mechanizmus a megjelenése a diffrakciós mintázat a Fresnel diffrakciós a lemezen. Ebben az esetben lesz egy fényes folt a közepén által vetett árnyékot a lemezt? Miért?
7. magyarázza a mechanizmus a előfordulása a diffrakciós a Fresnel diffrakciós mintázat egy kör alakú nyílás. Bizonyos esetekben, a közepén a diffrakciós minta lesz egy fényes folt, és amikor egy sötét folt fog történni? Miért?
8. Miért egy síkhullám végzésekor gyakorlatok 2 lencse lencse szerelt kondenzátor egyenlő távolság a gyújtótávolság a lencse?
Laboratóriumi munka №7
Célkitűzés: vizsgálja meg a kísérleti törvényei Fraunhofer diffrakciós egyetlen résen és egy egydimenziós diffrakciós rács.
Hardver: modulok: microprojector 2-kondenzor lencse 5, a 6 lencse, egy két koordináta tartó 8; tárgyakat. képernyők résekkel 23, 27, 29, 30, az egydimenziós diffrakciós rács 32.