Жарықтың дифракциясы. Ньютон сақиналары.Дифракциялық тор

Жарық дифракциясы – жарық толқындарының мөлшері сол толқындардың ұзындығымен қарайлас тосқауылды (тар саңылау, жіңішке сым, т.б.) орап өту құбылысы. Жарық дифракциясы болу үшін жарық түскен дененің айқын шекарасы болуы тиіс. Дифракция жарыққа ғана тән емес, басқа да толқындық процестерде де байқалады. Жарық дифракциясы кезінде жарықтың түзу сызық бойымен таралу заңы, яғни геометриялық оптиканың негізгі заңдары бұзылады. Жарық толқындарының ұзындығы өте қысқа болғандықтан, қалыпты жағдайда жарық дифракциясы байқалмайды. Жарық дифракциясы – жарықтың толқындық қасиетін дәлелдейтін негізгі құбылыстардың бірі. Бұл құбылысты 17-ғасырда италиялық физик және астроном Франческо Гримальди ашты, ал оны француз физигі Огюстен Жан Френель түсіндірді.

Дифракция құбылысы жарықтың толқындық қасиетiнiң айқын дәлелi болып табылады. Бұл құбылыс геометриялық оптика заңдылықтарының қай кезде бұзылатындығына нұсқайды.

Дифракцияның сандық теориясы, яғни бұл құбылыстың әсерiнен экрандағы жарық интенсивтiлiгiнiң өзгерiп таралуын түсiндiру Гюйгенс-Френель принципiне негiзделген. Бұл принцип былай дейдi :

1. Жарық толқындары келiп жеткен беттiң әрбiр нүктесi өз кезегiнде жаңа толқын көздерi болып табылады

2. Бұл жаңа толқын көздерi бiр-бiрiне когеренттi. Ал кеңiстiктiң кез-келген нүктесiндегi жарықтың интенсивтiлiгi осы когеренттi жаңа көздерден тараған толқындардың интерференциясының салдары болып табылады.

Гюйгенс-Френель принципi дифракциялық бейнелермен қатар жарықтың түзу сызық бойымен таралу себебiн де түсiндiредi. Жарық дифракциясының бiр жарқын мысалы оның тар жолақ саңлау арқылы өткен кездегi дифракциясы. Бiрақ, бұл жағдайдағы дифракциялық суреттiң солғындау болуы оны нақтылы мақсаттарда қолдануда қиындықтар туғызады. Мұндай кемшiлiктер дифракциялық тор деп аталатын қондырғыда жоқ.

Френель дифракциясы. Егер жарық толқыны шектеусіз үлкен болып, жарық еркін таралса жарық толқынының бір нуктеге еткен әсері Френель орталық зонасының жартысының әсеріндей болады Жарық түзу сызық бойымен таралады

Ал егер жарық еркін таралмай , оның алдынан бір нәрсе бөгет кездессе, жарықтың толөындық бетінің бір бөлігі бөгеледі. Сонда жарық сәулелері майысып бөгетті орай бұрылады. Жарықтың тузү сызықтеп таралу заңы бұзылады яғни дифракция құбылысы байқалады.

Фраунгофер дифракциясы Егер бөгет жарық көзінен өте алыс болса

Онда сол бөгетке түсетін жарық шоғы параллель болады өйткені шексіз

қашық толқындық беттік толқындық бет санауға болады Егер осындай жарыө толқыны параллель болып таралсасондағы байқалатын жарық дифракциясы Фраунгофер дифракциясы немесе параллель саулелер дифракциясы деп аталады. Дифракцияның бұл түрі әдетте жинағыш линза қолданылып зерттеледі.