1- дәріс. Кіріспе жарықтың табиғаты жайындағы ілімнің дамуы. ХVІІ ғасырдың аяқ кезінде жарықтың табиғаты жайында екі түрлі ғылыми түсінік болды: жарықтың корпускулалық теориясы мен-жарықтың толқындық теориясы

Дифракция құбылысы толқындық процестерге ортақ, ал жарық үшін ерекшелігі: толқын ұзындығы  бӛгеттердің (немесе саңылаудың) d ӛлшемдерінен кӛп кішілігінде. Дифракцияны бӛгеттерден l ара-қашықтықтар едәуір үлкен болғанда ғана бақылауға болады.

Дифракцияны Гюйгенс принципінің кӛмегімен түсіндіруге мүмкіндік бар. Толқын жеткен әрбір нүкте екінші ретті толқындардың кӛзі қызметін атқарады (біртекті изотропты орталарда олар сфералық болып келеді), ал толқындар саңылаудың шетін орап ӛтеді, яғни толқындық шеп геометриялық кӛлеңке облысына енеді. Толқындық шеп – уақыт аралығында тербелістер жеткен нүктелердің геометриялық орны. Тербелістердің фазалары бірдей нүктелердің геометриялық орнын толқындық бет деп атайды. Толқындық фронт толқындық бет болып табылады. Мысалы, параллель толқынның шепті (жазық тол-қындар қарастырылады) мӛлдір емес экранның саңылауына түссін (1 сурет).

1-сурет

Гюйгенске сәйкес, толқындық шептен саңылау кӛмегімен бӛлініп шығатын әрбір нүкте екінші ретті толқындар кӛзінің қызметін атқарады (біртекті изотропты ортада сфералық болады). Қандай да бір уақыт мезетінде толқындық шеп геометриялық кӛлеңке облысына кіреді, яғни толқындар саңылаудың шеттерін айналып ӛтеді. Басқаша айтқанда, дифракция құбылысы байқалады.

Гюйгенс принципі тек толқындық шептің таралу бағыты туралы мәселені шеше алды, сондықтан ол геометриялық принцип болып табылады. Оның кӛмегімен, мысалы екі ортаның бӛлу шекарасында шағылу немесе сыну заңдарын қорытып шығаруға болады.

Бірақ, Гюйгенс принципі амплитуда туралы, соған байланысты жарық толқындарының бӛгеттен кейінгі интенсивтілігі туралы мәселені қозғаған жоқ. Одан басқа, толқын таралғанда кері толқынның пайда болмауын түсіндірмеді.

Френель Гюйгенс принципін екінші ретті толқындардың интерференциялануы ойымен толықтырды. Гюйгенс-Френель принципі бойынша, S жарық кӛзінен шыққан жарық толқыны - жалған кӛздерден шыққан когеренттік екінші ретті толқындардың суперпозициялық нәтижесі деп қарастырылады. Мұндай жарық кӛздерінің ролін S кӛзін қамтитын кез келген тұйықталған беттің шексіз кішкене элементтері атқарады. Әдетте, осындай беттер ретінде бір толқындық бетті таңдап алады, сондықтан барлық жалған кӛздер синфазды болады. Сӛйтіп кеңістіктің кез келген нүктесіндегі қорытқы интенсив-тілікті анықтау үшін бүкіл екінші реттік толқындардың интерференциясын еске алу керек.

2-сурет

Френель қорытқы амплитуданы анықтау үшін толқындық бетті сақиналық зоналарға бӛлуді ұсынды. Осыны кейіннен Френель зоналары деп атады. Сақиналық зоналардың ӛлшемдері кӛршілес зоналардың сәйкес нүктелерінен М бақылау нүктесіне келген жарық тербелістерінің жол айырымы  /2-ге тең, яғни Р₁М - Р₀М = P₂М - P₁М = P₃М - P₂М = … =  / 2. Бұл үшін М нүктесінен радиустары b+  /2, b+2  /2, b+3  /2, … сфера құру керек.

• 
  нүктесінде қоздырылған екі кӛршілес зонаның фазалары қарама-қарсы, себебі тиісті сәулелердің осы зоналардан М бақылау нүктесіне дейінгі жол айырымы  /2-ге тең, сондықтан қабаттасу кезінде тербелістер бір-бірін әлсіретеді. Олай болса, барлық зоналар жиынтығының М нүктесінде қоздырылған қорытқы тербелісінің амплитудасы: