Дифракция на светлината. Френелови зони

Дифракция на светлината. Френелови зони. Дифракция от кръгъл отвор и кръгла
преграда (дифракция на Френел). Дифракция на светлината от тесен процеп
(дифракция на Фраунхофер). Дифракционна решетка
Дифракция на светлината. Френелови зони. Дифракция от кръгъл отвор и кръгла преграда
(дифракция на Френел)
Друго явление, което доказва вълновият характер на светлината, е явлението дифракция. Същността
му се състои в отклонение на светлината от праволинейното ѝ разпространение в еднородна среда (т.е.
отклонение от законите на геометричната оптика), около рязко изразени нееднородности (напр. малки
отвори, прегради и др.). Обяснението на това поведение на светлината се дава от принципа на
холандския физик Х. Хюйгенс, поставен в основата на неговата вълнова теория за светлината, чиято
валидност е доказана по-късно от О. Френел и затова носи името принцип на Хюйгенс – Френел: всяка
точка, до която е достигнал фронтът на светлинната вълна, става източник на нова сферична вълна.
Всички тези вълни са кохерентни, а фронтът на вълната във всеки следващ момент се дава от тяхната
суперпозиция (наслагване). (Принципът на Хюйгенс – Френел е валиден за всички видове вълни, не
само за светлинните). Френел доказва валидността на принципа, въпреки привидното му противоречие
с праволинейното разпространение на светлината, като
използва т.нар. метод на зоните. Нека от точковия
източник S се излъчва сферична вълна, с дължина на
вълната , която се разпространява в еднородна изотропна
среда (фиг. 1а). Фронтът на такава вълна представлява
сферична повърхност. Според принципа на Хюйгенс всяка
точка от фронта става източник на нови сферични
кохерентни вълни, които се разпространяват във всички
посоки. След определено време тези вълни достигат т. Р и
интерферират. За да определи амплитудата A на
резултантната вълна в Р, Френел разделя фронта на
вълната на пръстеновидни зони с такива размери, че
разстоянията от техните краища до точката Р да се
различават с /2. Ако разстоянието до т. Р е r, с радиус
r1=r+/2 се построява концентрична