Дифракція світла: питання і відповіді

Світло завжди був загадковий і привабливий для людини. Він асоціювався з вищими силами. Світло дарував життя - і люди розуміли це з найдавніших часів. Тому доказ - культи джерела світла - Сонця. І тому всі явища, які людина не могла пояснити на основі тих знань, які були, займали його надзвичайно. Одне з таких явищ, які уважна людина зазвичай зауважує, - дифракція світла. Що ж це таке?

Побачити явище можна на власні очі, якщо пропустити промінь світла через вузький отвір і подивитися на пляму світла, яке пройшло через нього. Ми побачимо, що навколо кордону - чергуються темні і світлі смуги. Чому ми бачимо саме таку картину?

Справа в тому, що хвилі в деяких точках навколо плями підсилюють один одного, а в деяких, навпаки, перебувають у протифазі, а тому гасять один одного. Конкретні геометричні параметри картини, що вийшла залежать від довжини хвилі (Тому для хвиль червоного і зеленого світла буде різна картина дифракції) і діаметра світлового пучка. Він стає з циліндричного конічним. В цьому і полягає дифракція світла. А саме явище взаємодії хвиль називається інтерференцією. Таку назву явище отримало в 19 столітті. Інтерференція і дифракція світла - явища, які найчастіше описуються в підручниках фізики.

Відео: Відповіді на питання і Запрошення на новий Канал

У чому практичне застосування цього фізичного явища? Його враховують при створенні оптичних приладів (фотоапаратів, мікроскопів, телескопів), адже всі вони мають об`єктив, який своєю оправою обмежує світловий пучок.

Розрізняють дифракцию в ближній зоні (точка, на яку падає конкретний промінь, близька до перешкоди). Це явище носить ім`я дифракція Френеля. А ось якщо дифракція відбувається в далекій зоні (взаємодіючі промені майже паралельні), то фізик її назве дифракцией Фраунгофера. У неї є цікава властивість: якщо отвір досить велике, то дифракція залишиться непомітною.

Також в підручнику фізики ми стикаємося з терміном дифракційна решітка. Що це таке? Оптичний прилад, який являє собою прозору або відображає пластинку з нанесеними паралельними штрихами. Коли через нього проходить білий світ, можна побачити поділ світу на спектр. Так, решітка стає пофарбованої в кольори веселки. Призма дає лише один спектр, а решітка - кілька. Він не один, тому що світло дробиться на пучки, утворені різними смугами, а спектри тим довше, чим більше кут відхилення випромінювання від початкового напрямку.

Однак адже можна пропускати через ґрати не тільки білий світ. А ще й світло, пропущений через деякий речовина. Така процедура називається спектральний аналіз і дозволяє виявити склад досліджуваних зразків. По тому, які промені залишилися після пропускання через дифракційну решітку, можна виявити, з чим дослідник має справу.

Відео: Відповіді на питання №1

Та й ви теж бачили дифракційну решітку, точно, бачили. Сумніваєтеся? Це було, коли ви в останній раз тримали в руках диск для комп`ютера. А він красиво грав усіма барвами веселки. Ви спостерігали, самі того не усвідомлюючи, явище дифракції світла. Області на диску, на яких записані дані, мають мікроскопічного розміру бугорочки (тому диск так чутливий до ушкоджень), а запис проводиться по колу, тому поверхня лазерного диска - суцільна дифракційна решітка.

Однак розглянемо явище дифракції пильніше. І з`ясуємо, що собою являє дифракція світла, якщо пояснювати простою мовою. Отже, якщо промені зустрінуться з непроникним перешкодою, то промені, що проходять поруч з самим цим краєм, не йдуть прямо, хвилі нібито огинають перешкода, які їм зустрілося на шляху. Завдяки цьому процесу хвиля здатна повністю огинати об`єкти, які не більше її довжини.