Difraksi Fraunhofer. Analisis spektral gelombang cahaya elektromagnetik

Difraksi - satu set tertentu dari fenomena yang terjadi saat berkendara melalui media gelombang cahaya dengan penyimpangan diucapkan (lubang-lubang kecil, layar buram, dll). Mereka terhubung dengan penyimpangan dari prinsip-prinsip optik geometris. Inti dari konsep ini terletak pada kemampuan tikungan radiasi elektromagnetik di sekitar hambatan. Fraunhofer difraksi optik memiliki nilai praktis substansial lebih besar dari difraksi fenomena Frenkel.

Karena ini properti, gelombang elektromagnetik balok, membungkuk sekitar hambatan untuk mendapatkan apa yang disebut shadow geometris dan menembus lubang berdiameter kecil. Passing melalui mereka, gelombang istirahat menjadi komponen, yang membuka peluang untuk belajar dan spektral analisis sifat cahaya studi. Jadi Fraunhofer difraksi melibatkan lubang ukuran cocok panjang gelombang.

Fenomena ini juga dapat dijelaskan dengan menggunakan prinsip Huygens' - Frenkel. Hal ini digunakan untuk memecahkan beberapa masalah yang berkaitan dengan penelitian di bidang distribusi intensitas cahaya dan distribusi di lingkungan yang berbeda dengan rintangan. Penemuan fenomena difraksi pada saat itu adalah bukti kunci dari sifat gelombang cahaya. Teori kuantitatif pertama fenomena ini milik fisikawan Perancis Frenkel. Namun, dalil-dalil yang sebagian besar masih teoritis.

Sebuah difraksi Fraunhofer memiliki latihan praktis di mana sumber cahaya ditempatkan di fokus lensa. Hal ini tidak diperlukan jika sumber laser karena memancarkan sinar paralel radiasi. Fraunhofer difraksi terjadi pada setiap hambatan ditetapkan di jalur sinar cahaya melewati lensa. Lukisan dari fenomena optik diamati pada bidang fokus lensa lainnya ditempatkan di atas rintangan.

Tapi yang paling sederhana untuk menghitung dan sangat penting untuk kasus optik praktis adalah difraksi Fraunhofer di celah tunggal penampang persegi panjang. Dalam hal ini, insiden lubang pesawat gelombang monokromatik. bidang cahaya di luar celah tersebut dibangun sesuai dengan prinsip Huygens' sebagai hasil dari interferensi gelombang koheren sekunder. Semua gelombang jenis ini berasal dari berbagai bagian depan gelombang. Fitur utama dari pola difraksi adalah bahwa gelombang sekunder yang dipancarkan jalur muka gelombang, lipat setelah melewati rintangan, membentuk gelombang silinder tunggal yang sumbu berfungsi sebagai band.

Pola difraksi dalam hal ini adalah pergantian daerah terang dan gelap ditandai oleh adanya titik terang di tengah, di mana zona bayangan geometris. Ditandai dengan fakta bahwa gambar akan berwarna untuk cahaya putih. Band pusat maka akan cerah, dan lain-lain akan bergantian dalam warna dari ungu menjadi merah. Fraunhofer difraksi di celah menciptakan citra yang kabur dari sumber cahaya, yang dibagi oleh garis-garis gelap. Pola difraksi pada lubang-lubang kecil memberikan sistem lingkaran konsentris dengan tempat gelap di tengah Poisson. garis-garis cahaya yang terjadi pada layar disebut puncak difraksi, dan gelap - setidaknya.

Fenomena difraksi digunakan untuk secara akurat mengukur panjang gelombang cahaya. Selain itu, diperhitungkan dalam desain berbagai perangkat optik, karena fenomena ini menetapkan beberapa pembatasan pada mereka resolusi.