Difracción de Fraunhofer. A análise espectral de ondas de luz electromagnéticos

Difracción - un certo conxunto de fenómenos que se producen durante a condución a través do medio de ondas de luz con irregularidades pronunciadas (orificios pequenos, pantallas opacos, etc.). Están ligados cun desvío en relación aos principios da óptica xeométrica. A esencia deste concepto reside na capacidade de dobrar a radiación electromagnética ao redor de todos os obstáculos. Fraunhofer de difracción óptica ten substancialmente maior valor práctico que a difracción de fenómenos Frenkel.

Debido a esta propiedade, a onda electromagnética feixe, dobrando-se en torno de obstáculos para o chamado sombra xeométrica e penetrar no burato de pequeno diámetro. Pasando por eles, as ondas rompen-se en compoñentes, o que abre oportunidades para a aprendizaxe e análise espectral da natureza dos estudos de luz. Así difracción de Fraunhofer implica furados de tamaño correspondente lonxitude de onda.

Este fenómeno pode ser explicado mediante o principio Huygens '- Frenkel. El é usado para resolver algúns problemas relacionados coas investigacións no campo da distribución de intensidade e distribución de luz en diferentes ambientes con obstáculos. O descubrimento do fenómeno de difracción, no momento era a clave evidencia da natureza de onda de luz. A primeira teoría cuantitativa deste fenómeno pertence ao físico francés Frenkel. Con todo, os seus postulados aínda son en gran parte teórica.

A difracción de Fraunhofer e é a aplicación práctica, na que a fonte de luz e colocar no foco da lente. Non é necesario se a fonte é un láser, xa que emite un feixe paralelo de radiación. Fraunhofer difracción ocorre en calquera obstáculo situado no camiño dos raios de luz que pasan a través da lente. Pintura do fenómeno óptico é observado no plano focal da outra lente colocada sobre o obstáculo.

Pero o máis simple de calcular e moi importante para o caso óptica práctico é a difracción de Fraunhofer nunha única fenda de longa sección rectangular. Neste caso, a onda plana incidente monocromática furado. campo de luz para alén da fenda está construído de acordo co principio de Huygens como o resultado da interferencia de ondas de coherente secundario. Todas as ondas deste tipo veñen de diferentes partes de fronte de onda. A principal característica do estándar de difracción é que as ondas secundarias tira de fronte de onda emitida, dobrando despois de pasar o obstáculo, forman unha única onda cilíndrica cuxo eixe serve como a banda.

O patrón de difracción é, neste caso, unha alternancia de zonas claras e escuras, caracterizados pola presenza dun punto brillante no centro, onde a zona de sombra xeométrica. Caracterizada polo feito de que a imaxe será colorido de luz branca. franxa central, entón, ser brillante, e outros han cambiar de cor do vermello ao vermello. Fraunhofer difracción a lagoa crea unha imaxe borrada da fonte de luz, que está dividido por pistas escuras. O patrón de difracción en pequenos buratos dá un sistema de círculos concéntricos con unha mancha escura no centro do Poisson. raias claras que se producen na pantalla chámase os picos de difracción, e na escuridade - polo menos.

O fenómeno de difracción se usa para medir con precisión as lonxitudes de onda de luz. Ademais, é tido en conta no deseño de unha variedade de dispositivos ópticos, xa que este fenómeno impón algunhas restricións á súa resolución.