Johdanto
Optinen aalto kohtaa esteen tai vähemmän poiketakseen geometrisen optisen lineaarisen etenemisen laista. Geometrinen optinen osoittaa, että valo etenee yhtenäisessä väliaineessa ja valo etenee näiden kahden median segmenteissä heijastuksen ja taittumislain alalla. Valo on kuitenkin sähkömagneettista aaltoa ja kun valonsäde kulkee reiän läpi, sen voimakkuus voi vaihdella lineaarisesti lain mukaan määritellyllä geometrisella varjovyöhykkeellä ja geometrisella valaistusalueella tai pimeässä esiintyy tiettyjä tummia pisteitä tai pimeyttä. . Ripple. Yhteenvetona voidaan todeta, että diffraktiovaikutus aiheuttaa esteen jälkeisen tilan valon intensiteettijakauman ja geometrisen optisen valon intensiteettijakauman ja erottaa valon intensiteettijakauman, kun optinen aalto etenee vapaasti ja diffraktiovalo on nollattu. . Diffraktio tekee kaiken geometrisessa varjossa. Italialainen fyysikko ja tähtitieteilijä FM Grimali kuvaa ensimmäisen kerran valon diffraktioilmiötä 1600-luvulla, kun 150 vuotta myöhemmin ranskalainen fyysikko A.-j. Fres korva aiemmin 1800-luvulla , tämä ilmiö .
Related Johdanto
Optinen aalto kohtaa esteen tai vähemmän poiketakseen geometrisen optisen etenemisen laista.
sisältää: yksisauman diffraktio, pyöreä reikädiffraktio, pyöreä levydiffraktio ja Poisson Breakfrane
During the propagation process, when obstacles or small holes (narrow seam) It has the phenomenon that is left from the shadow of the tract to the obstacle. This phenomenon is called Light Diffraction .
The bright and dark stripes or aura generated during diffraction, called Diffraction pattern .
Diffraktio-ilmiöiden havaitsemiseksi diffraktiojärjestelmä rakennetaan aina valonlähteen näytöstä (kutsutaan vastaanottoruuduksi), diffraktiosuulakkeesta ja vastaanottodiffraktiokuviosta. Tutkimuksen helpottamiseksi diffraktioilmiö on jaettu kahteen luokkaan diffraktiojärjestelmän keskinäisten etäisyyksien koon mukaan ja luokka on nimeltään Fresnel-diffraktio ja toinen luokka nimeltään Fu He Fee (J.Fraunhofer, 1787). - 1826) Diffraktio. Ns. Fresnel-diffraktio tarkoittaa sitä, että valonlähteen ja diffraktiosuulakkeen välinen etäisyys tai etäisyys diffraktiosuulakkeesta ei ole rajoittamaton, tai kumpikaan ei ole diffraktioilmiö, jota esiintyy äärettömästi. Voidaan nähdä, että Fresnel-diffraktiossa tuleva valo tai taipunut valo ei ole yhdensuuntaista valoa tai kumpikaan ei ole yhdensuuntaista valoa, kuten kuvista 13-15 (a) esitetään. Ns. Fuhe-maksut ovat diffraktiota, kun etäisyys valonlähteestä diffraktiosuulakkeeseen ja etäisyys diffraktiosuulakkeesta ovat äärettömät ja diffraktioilmiö tapahtui. Voidaan nähdä, että tuleva valo ja minkä tahansa pisteen minkä tahansa pisteen valo, joka on taipunut vastaanottavaan näyttöön Fuhen fend-diffraktiossa, on yhdensuuntaista valoa, kuten kuvioissa 1 ja 1 on esitetty. 13-15 (b). Fu He Fee -diffraktion olosuhteet voidaan saavuttaa linssin avulla laboratoriossa. Aseta valonlähde suppenevan linssin L1 fokukseen, L1:stä läpäisevä valo eli diffraktioreiän tuleva valo on rinnakkaisvaloa; vastaanottava näyttö sijoitetaan suppenevan linssin L2 polttotasolle ja saavuttaa sitten minkä tahansa pisteen vastaanottavalla näytöllä. Taipunut valo on myös rinnakkaisvaloa.
ehdot
Diffraktion syntymisen edellytykset ovat: Koska valon aallonpituus on hyvin lyhyt, vain muutama mikroni, kohde on yleensä sitä paljon suurempi, joten kun valo välittyy yhteen Neulareikään, rakoon ja filamenttiin, se voi selvästi nähdä valon diffraktiota. Vaikutus on hyvä monokromaattisella valolla säteilytettynä. Jos sitä käytetään värivalossa, näkyvä diffraktiokuvio on värillinen.
Valon ominaisuudet
Valon diffraktioilmiöiden havainnointi ja ominaisuudet. Diffraktio on kaikille aalloille yhteinen etenemiskäyttäytyminen. Diffraktio, vesiaaltojen diffraktio, vesiaaltojen diffraktio jokapäiväisessä elämässä ja radioaaltojen radioaallot esiintyvät missä tahansa, missä tahansa, on helppo olla tietoinen. Näkyvän valon diffraktioilmiö ei kuitenkaan ole helppoa ihmisille, koska näkyvän valon aallonpituus on hyvin lyhyt ja normaali valonlähde on epäkoherentti pintavalonlähde. Käytettäessä joukkoa voimakkaita valaisevia pieniä reikiä, pyöreitä suojuksia, rakoja, filamentteja, veitsiä, suoria vartaita, riittävän kaukana olevalla näytöllä on erilainen diffraktiokuvio. Laboratoriossa voimakas valopiste hiilikaarilampusta menneisyydessä ja heliumlaseria käytetään laajasti valonlähteenä diffraktioilmiön näyttämiseen, ja hyvä vaikutus saadaan (kuva 1). Diffraktioilmiöillä on kaksi erillistä ominaisuutta:
1 säde on rajoitettu yhteen diffraktiosuulakkeen osaan, ja distaalisen näytön diffraktiointensiteetti laajenee suuntaan.
2 If the light pores are so small, the beam is limited, the more diffuse is more diffuse. In theory, it indicates that the optical hole transverse line degree ρ and diffraction angle
δ θ is inverse-relating relationship
ρ δ θ ≈ λ .
When the light pore line is much larger than the optical wavelength λ , the diffraction effect is not obvious, approximately the linear propagation. When the light pores are gradually smaller, the diffraction effect is gradually clear, and a brightly distributed diffraction pattern is displayed in the distance. When the light pores are small to the same light wavelength, the diffraction effect is extremely significant, the diffraction range is filled the entire field of view, and the transition is a scattering situation.
Huye Sfagne, is approximate theory of derived diffraction, and Huygens Fresnel principles can be expressed as: percutaneous: wavefront σ Deman D σ , can be seen as a new vibration source (sub-wave), which issued a secondary wave; the disturbance of any P point in the wave field is the secondary of all waves to the point. Disturbance of disturbance (Figure 2).
Jos aaltokenttää kuvataan yhdistelmäamplitudilla (sisältäen amplitudin ja bitin), jos toisioaallon toisiohäiriö saavuttaa kenttäpisteen on D 堚 (P), kenttäpisteen kokonaishäiriö on
Toissijaisen häiriön amplitudi ja bitti kaavassa määräytyvät seuraavista tekijöistä:
- the differential area of the secondary wave source, the resonance of the secondary wave source itself,
- ─ Toisioaaltolähde, joka lähettää palloaaltoa,
- kallistuskerroin, joka osoittaa, että toissijaisen aaltorintaman emissiolla on tietty suuntaus.
Valon erityinen muoto
60 years later, GR Kilkhof starts from the Helmhouse equation of the fixed-state wave, using the Green formula in the vector field, KR 1 Approximately the meaning of the integral form of unsource-free space boundary value is exported to the meaning of the integral of the formula, and thereby refers to any closed surface of the actual point light source and the field point. σ can be used as a integral (wavefront), which is not necessarily equal. The above formula is called Fresnel - Kirhof diffraction integral formula, which is the same as the diffraction integration constructed by simple physical ideas, which is the same, only the former explicitly gives the tilt factor and The specific form of the proportional coefficient.
Obviously, Huygens Fresnel principle is not to solve the free spread of light, but to solve the diffraction field after the diffraction screen. To this end, the wavefront is included including the light hole surface σ o, the optical screen σ 1 and the infinity of the hemispherical surface σ 2 The closed face of three parts composed. Kirhof is further proposed (Fig. 4): σ 0 ( q ) Take the free wave field, σ The light field on the 1 surface takes 0, the contribution of the light field on the infinity distal, which is called 0, which is called the assumption of Kirkhof boundary conditions. The integral area in the Fresnel-Kirhof diffraction formula is limited to the light hole surface. The hypothesis of Kirhof border conditions seems to be more natural, but it is not strict. Light is electromagnetic wave, strict diffraction theory should be vector wave theory of high frequency electromagnetic field. The optical screen is the actual composition, and the interaction of the light and the screen material (conductor or dielectric) should be considered. As a result, the original light field on the well surface is disturbed, and the light field on the light screen is not turned off. 0. However, theory shows that the strict boundary conditions and the significant difference in field distribution given by Kirhof boundary conditions are limited to the range of regional wavelengths of region or photorecous edges. For optical waves, since its wavelength is often much smaller than the linearness of the light pores, the error generated by the Kilkhof boundary condition is not large. However, the diffraction of radio waves requires a stricter electromagnetic theory. Thus, the integral surface in the Fresnel-Kilhof diffraction integral formula is only more than the light field surface σ 0 of the light field is not equal to zero. The tilt factor, the diffraction integral simplification of the light pores and the reception range are simplified in the formula R 0 is the distance from the center of the diffraction screen to the field of the diffraction field, and the above formula is a practical formula for calculating the diffraction field.
Diffraktiojärjestelmä ja diffraktionäyttötoiminto
It can be seen from the diffraction integration (shaft) formula, the integral nucleus of various diffraction screens, the diffraction field is different The distribution is different from two aspects of the shape and size of the pupil function 堚 0 ( q ) or light field is not equal to zero. The variety of obstacles (screens) that may result in optical wave diffraction are varied, and anything that changes the reconstancy distribution on the wavefront, collectively referred to as diffraction screen. The diffraction screen can be a reflective or transmitter such as a class of intermediate openings such as circular holes, a torque hole, a single selection, a small ball, filament, ink point, particle, etc., and reflective shine. The grating, the transmissive black and white grating, the Fresnel tape, and the sinusoid grating may be a film of the scene, an image, a digital character, and the like, which may also be a lens prism. Class locked diffraction screen.
is bound by a diffraction screen, and the entire diffractive system is divided into two parts (Fig. 5). The frontcourt is the lighting space, full of illumination optical waves; the backed field is diffraction space, full of diffraction light waves. The wave type of illumination light wave is generally relatively simple, commonly used spherical waves or plane waves, these two typical waves, etc., the equal surfaces of the two typical waves are coincident, belonging to a uniform wave, and there is no bright dark pattern that appears due to light strong undulation in its wave field. . The diffraction wave is more complicated. It is not a simple a beam wave or a planar wave, and the corresponding surface and the like are generally not coincident, which is a non-uniform wave, and there is often a diffractive pattern formed in the wavefield. Three field distributions are paid in the diffraction system analysis. First, the incident field 堚 1 ( x , y ) on the left side of the diffraction screen is an incident light wavelength array function; the second is the transmitted field on the right side of the diffraction screen 2 ( x , Y ), of course, can also be a reflective field, which is a diffraction field wave array function; the third is the light forward propagating to reach the light on the receiving screen. Field function 堚 ( x ', y '). It is a diffraction screen for a diffraction screen, and a basic proposed method of derived problems is the basic proposal of the diffraction problem. It is also the basic propagation of light propagation problems. The theoretical basis is Huyez Philippine. The principle of NEUR. It can be seen that in essentially, the optical wave diffraction is a wave array transformation.
Diffraktiotyyppi
rako diffraktio
Laserin lähettämä yksivärinen valo säteilytetään rakoon, ja kun rakoa pienennetään vähitellen, mikä on ilmiö, joka näkyy valonäytössä?
Kun rako on leveä, raon leveys on paljon suurempi kuin valon aallonpituus, ja diffraktioilmiö on äärimmäisen sanoinkuvaamaton, ja valo etenee linjassa, mikä tuottaa näytölle kirkkaan viivan, jonka kantaleveys on; Sauman leveys on kapea, ja kun valoaaltoa verrataan valoaaltoon, valo poikkeaa selkeästi suoran etenemissuunnasta ja valo on melko leveä ja pimeän ja tumman väliset diffraktiojuovat näkyvät. . Pienempi sauma on pienempi. Mitä suurempi diffraktioalue, sitä leveämpi diffraktiojuova. Mutta kirkkaus hämärtyy.
testi: Voit käyttää kohdistimen jarrusatulaa säätääksesi vähimmäisetäisyyttä, joka voidaan tunnistaa paljaalla silmällä, ja katsoa sitten valonlähdettä tämän sauman perusteella.
Pieni reikädiffraktio
Kun aukon säde on suuri, valo etenee suorassa linjassa, jolloin saadaan kirkas valo pyöreä piste näytölle saman koon laskemiseksi; pienennä reikää Säde, käänteisen valonlähteen kuva laskettuna lineaarisesti, eli pienellä reiällä; jatkaa reiän säteen pienentämistä, ja valon pyöreän diffraktion pyöreä muotoinen diffraktio näkyy näytöllä.
Diffraktiosovellus
Valon diffraktio määrittää optisen instrumentin resoluution. Suuri määrä suspendoituneita hiukkasia kaasussa tai nesteessä on myös tärkeä rooli valon sironnassa ja diffraktiossa. Nykyaikaisessa optisessa tai jopa modernissa fysiikassa ja tieteessä ja tekniikassa valon diffraktiota on käytetty laajalti. Diffraktiosovellukset voidaan yleisesti tiivistää seuraaviin viiteen näkökohtaan:
1 diffraktio spektrianalyysiä varten. Kuten diffraktiohilaspektrometri.
2 diffraktio rakenneanalyysiä varten. Diffraktiokuviolla on melko herkkä "vahvistus"-vaikutus hienorakenteeseen, joten sitä käytetään rakenteen, kuten röntgenrakenteen, analysointiin.
3 diffraktiokuvaus. Koherentissa valonkuvausjärjestelmässä otetaan käyttöön kaksi diffraktiokuvauskonseptia, jotka kehittyvät tilasuodatustekniikoiksi ja optiseksi tiedonkäsittelyksi. Kuvauslaitteen häiriötekijä erottuu.
4 diffraktio ja toistoaaltorintama. Tämä on tärkeä askel holografian periaatteessa.
5 X valodiffraktiota voidaan käyttää kiteen rakenteen mittaamiseen, mikä on tärkeä menetelmä kiderakenteen määrittämisessä.