ти непрозорий екран з маленьким отвором, рівним першій зоні Френеля, то яскравість світла в точці М збільшиться в 4 рази (досить несподіваний результат).
Для посилення освітленості в точці М створюють спеціальні зонні пластинки із затіненими непарними зонами Френеля. При цьому інтенсивність світла в точці М зростає в багато разів. Такі зонні пластинки виступають як збирають лінзи.
Радіус центральної зони Френеля порівняно малий (при см, см, мм). Поширення світла від S до М відбувається так, ніби світловий потік поширюється всередині дуже вузького каналу вздовж SM, тобто прямолінійно.
2. Дифракція на отворі, диску і щілини
Існують різні форми прояву та спостереження дифракції: на кордонах різних середовищ, на отворах і щілинах, на різних перешкодах. Зокрема, розсіювання світла в неоднорідних середовищах (туман, запиленість та ін), молекулярне розсіювання (блакитний колір неба) пояснюються дифракцією світла. Розглянемо найпростіші способи спостереження дифракції.
Дифракція на круглому отворі. Розмістимо на шляху сферичної хвилі екран з круглим отвором. Сферична хвиля, що поширюється з точкового джерела S, зустрічає на своєму шляху екран з круглим отвором радіуса. Дифракційну картину спостерігаємо на екрані в точці В, що лежить на лінії, що з'єднує S з центром отвору. Тут b - відстань від вершини хвильової поверхні до точки В, а - радіус хвильової поверхні.
Вид дифракційної картини залежить від числа зон Френеля, укладаються в отворі. Для амплітуди в точці В маємо
,
де знак + відповідає непарних зонам, а мінус - парних. В околиці точки В маємо чергуються кільця. Залежно від т в точці В може бути світле або темна пляма. При переміщенні екрану вздовж напрямку b в центрі відбуватимуться чергування світлих і темних плям. Якщо радіус отвори дорівнює радіусу першої зони Френеля (), то яскравість світла в точці М збільшиться в 4 рази.
Дифракція на диску. Розмістимо на шляху від джерела світла S до точки спостереження У непрозорий диск і розглянемо дифракційну картину в околиці точки В.
В даному випадку закритий диском ділянку фронту хвилі треба виключити з суми амплітуд. Нехай диск закриває першу т зон Френеля. Тоді
.
Отже, в точці В завжди спостерігається інтерференційний максимум, відповідний половині дії першої відкритої зони Френеля.
Дифракція Фраунгофера на щілині. Розглянемо дифракцію на щілині. Цей ефект детально досліджувався Фраунгофером, тому називається дифракцією Фраунгофера. Розглянемо паралельний пучок світла, створений нескінченно віддаленим джерелом або за допомогою системи лінз. Виходять промені за допомогою лінзи можна зібрати в одній точці, що лежить в фокальній площині. При цьому на екрані утворюється система світлих і темних смуг різної яскравості. Можна показати, що інтенсивність світлої смуги визначається кутом відхилення і має максимальне значення при. Обчислення показують, що інтенсивність центрального максимуму майже в 20 разів перевершує інтенсивність першого.
Оптична різниця ходу в напрямку?
, де a=MN.
Розіб'ємо відкриту частину хвильової поверхні на зони Френеля, тобто на такі відрізки, що різниця ходу на кінцях відрізка дорівнює? / 2. На ширині щілини вміститься п =? / (? / 2) зон. Від кожної пари су...
