ДИФРАКЦІЯ БІЛОГО СВІТЛА – ХВИЛЬОВА ОПТИКА
Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання
КОЛИВАННЯ І ХВИЛІ. ОПТИКА
6. ОПТИКА
6.1. ХВИЛЬОВА ОПТИКА
6.1.6. ДИФРАКЦІЯ БІЛОГО СВІТЛА
Дифракція світла – це явище відхилення прямолінійного поширення світла в однорідному середовищі при його проходженні повз перешкоди чи крізь отвори, проникнення світла в зону геометричної тіні (рис. 36).
Рис. 36
Оскільки довжина світлової хвилі дуже мала (частки міліметрів), то навіть за людською волосиною утворюється хвильова тінь завдовжки кілька метрів; за
За хвильовою тінню світло, яке обігнуло перешкоду, інтерферує.
Поблизу перешкоди спостерігаємо тільки розмитість країв геометричної тіні на екрані.
Дифракційні гратки. Це скляна тонка пластинка, на яку нанесені паралельні штрихи з проміжками між ними.
Ширина щілини і штриха позначається d і називається сталою граток або періодом граток.
При падінні на гратки пучка паралельних променів перпендикулярно до площини граток (плоскої хвилі), світло від кожної щілини завдяки дифракції піде пучком, розсіяним у всіх напрямах (рис. 37).
АС = d, АВ – різниця ходу.
Оскільки відстань до екрана порівняно зі сталою граток надзвичайно велика, то всі промені з різних щілин, які відхилені від початкового напряму на кут φ і падають в одну точку екрана, можна вважати паралельними.
Дифракційний спектр. Із формули дифракційних граток випливає, що біле світло розкладається на складові частини у суворій відповідності до довжини хвилі світла. Маємо спектр, який називається дифракційним (нормальним): n – порядок спектра (якщо n = 1 – спектр першого порядку, різниця ходу 1λ).
При дифракції з подальшою інтерференцією відбувається перерозподіл інтенсивності світла в просторі. Графік для світлової хвилі відповідно до різниці ходу хвилі до екрана від дифракційних граток показаний на рис. 38 (ч – червоний, ф – фіолетовий, б – білий).
Рис. 38