Начална страница | Геометрична оптика | Биноклите | Почистване на оптични детайли | Астрофотография | Спектроскопия за астролюбители | Азбучен указател на оптичните термини



ДИФРАКЦИЯ И ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ

      ДИФРАКЦИЯ НА СВЕТЛИНАТА - отклонение на светлината от праволинейния си път след преминаване през малък отвор или покрай ръб на непрозрачен предмет.
      Ако пропуснем монохроматична (едноцветна) светлина през малък кръгъл отвор и зад него поставим екран, дифрактиралата през отвора светлина ще изобрази върху екрана серия светли и тъмни пръстени - интерференчна картина, дължаща се на вълновата природа на светлината. Дифракция се наблюдава при всички видове вълнови движения.
      Още информация вижте на Дифракционна решетка и спектрограф.



Дифракция на монохроматична светлина през диафрагма и процеп.


      ФРАУНХОФЕРОВА ДИФРАКЦИЯ - клас дифракционни явления, при които и светоизточникът, и екрана са безкрайно отдалечени от причинителя на дифракцията - отвор, процеп, дифракционна решетка и др., т.е. дифракцията се извършва в успореден светлинен сноп.
      При спектрографите тези условия се симулират, като колиматорът превръща светлината преминала през процепа от разходящ в успореден сноп, а обективът на камерата е фокусиран на безкрайност.


      ФРЕНЕЛОВА ДИФРАКЦИЯ - клас дифракционни явления, при които или светоизточникът, или екрана, или и двете са на някакво крайно разстояние от причинителя на дифракцията - отвор, процеп, дифракционна решетка и др.


      ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ - явление, при което електромагнитни (в т.ч. и светлинни), звукови или др. вълни се наслагват. Ако максимума (върхът) на една вълна съвпадне с максимума на друга, се получава резонансно усилване в мястото на съвпадението и обратно - ако максимумът на една вълна съвпадне с минимума на друга, имаме погасяване на съответното място. Затова например се получава серията светли и тъмни пръстени при дифракция на светлина през малък отвор.

      За пръв път интерференчна картина е получена опитно от английския физик Томас Юнг през 1803 г.



Опита на Юнг


      С монохроматична светлина, получена от светоизточник и светофилтър, се осветява непрозрачна преграда с тесен процеп. На известно разстояние след нея се поставя втора преграда с два тесни процепа (с ширина до няколко микрометра). Осветеният процеп на първата преграда според принципа на Хюйгенс-Френел става източник на светлинни вълни, които достигат двата процепа на втората преграда. Те на свой ред също стават източници на светлинни вълни, които съвпадат по фаза или са с постоянна фазова разлика, т.е. кохерентни. Вълните от двата процепа създават интерференчна картина, наблюдавана на екрана като поредица от няколко успоредни светли ивици (интерференчни максимуми), с намаляваща яркост от центъра към краищата. На схемата те са номерирани като -2, -1, 0, 1 и 2. Там, където в равнината на екрана се получи наслагване на максимумите на вълните от двата процепа, се получава светла ивица, но където те са в противофаза и взаимно се погасяват, остава тъмна област.

      Интерференцията на светлината е причина за оцветяване в различни цветове на тънки прозрачни слоеве, с дебелини съизмерими с дължината на светлинната вълна l. Такива случаи са разноцветните нюанси в стените на сапунените мехури, в тънки слоеве масло, разлято и плуващо върху вода, синкавите, виолетови или оранжеви отблясъци от повърхностите на просветлените лещи на обективите. Интерференчно явление са и т. нар. нютонови пръстени.
      На този принцип работят и интерференчните филтри, при които чрез многобройни тънки покрития от вещества с различни коефициенти на пречупване, се постига избирателно пропускане на светлина от една или няколко спектрални области, с ширина в рамките само на няколко нанометра - при тесноивичните филтри, от няколко нанометра до няколко десетки нанометра - при ивичните (такива са deep-sky филтрите), или абсорбция на светлина с определени дължини на вълната - при режещите филтри.



      Вижте също:

Холография;

Дифракционна решетка и спектрограф;

Просветляване на оптиката;

Нютонови пръстени;

Дисперсия на светлината;

Дъждовна дъга;

Цветни температури;

Светлина и видим спектър, видове спектри.


      Препоръчваме да посетите и следните външни WEB-адреси:

http://seven-t.org/fizika/index.php - вълнова оптика, взаимодействие на светлината с материята (анимации), биографични данни за видни оптици и др.;

http://elearning-phys.uni-sofia.bg/~andreevaa/practicumall.pdf - лабораторен практикум по оптика, Физически факултет към СУ, катедра „Физика на кондензираната материя”.


Начална страница

Тематичен указател на всички статии на автора

Азбучен указател на оптичните термини