ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Краткая теория из "Учебные эксперименты по волновой оптике в диффузно рассеянных лучах " Рассмотрим дифракционный опыт, осуществляемый по схеме эис. 4.1. Световой пучок от маленькой лампочки накаливания Л со светящейся спиралькой S проходит диффузор Дф в виде прозрачной стеклянной пластинки Пл, запылённой ликоподием. Лучи, дифрагированные на зернах ликоподия, попадают в глаз наблюдателя Г, расположенный в непосредственной близости от Дф. [c.108] По способу наблюдения дифракционной картины расположение рис. 4.1 существенно отличается от расположений, рассмотренных в главе 3. Во-первых, в схеме рис. 4.1 ширина световых пучков, формирующих дифракционную картину, ограничена размерами зрачка глаза. Во-вторых, в ходе наблюдения этой картины глаз автоматически оказывается аккомодированным на плоскость, в которой расположен источник S и вспомогательная светящаяся метка И. [c.108] Для более полного описания наблюдаемой в опыте картины и выявления количественного соотношения между измеряемыми в опыте величинами и длиной световой волны Л удобно использовать уже упоминавшуюся выше теорему Бабине. Для выяснения сущности тео-эемы Бабине рассмотрим два дифракционных экрана диффузор Дф1 и диффузор Дф2. Пусть диффузор Дф1 представляет собой прозрачную подложку, например, стеклянную пластинку, на которую нанесено покрытие, состоящее из большого числа хаотически распределённых по поверхности пластинки круглых (в виде дисков или шариков) мелких непрозрачных частиц одинакового диаметра (например, пусть = = 0,03 мм). Заметим, что изготовить такой диффузор не составляет никакого труда. Для этого достаточно запылить прозрачную стеклянную пластинку ликоподием. Пусть второй дифракционный экран — диффузор Дф2, представляет собой непрозрачную подложку (например, металлическую пластинку) с высверленными в ней идеальным тончайшим сверлом малыми круглыми отверстиями, диаметр которых 2 совпадает с диаметром (1 и которые также распределены по поверхности диффузора Дф2 совершенно хаотически. Пусть, например, прозрачным местам второго диффузора соответствуют непрозрачные места первого и наоборот. Заметим, что изготовить такой диффузор весьма затруднительно и, более того, учитывая малость величины й практически невозможно. [c.109] Назовём дифракционные экраны Дф1 и Дф2 взаимнодополнительными и будем иметь в виду, что первый их них осуществить очень просто, а второй — очень сложно. [c.109] Малость величины с обусловливает следующие особенности диффузора Дф2. [c.109] При Ь = 300 мм, (I = 0,03 мм и Л = 0,6 10 мм, получим I 3 мм. Таким образом высокая степень пространственной когерентности в рассматриваемом расположении легко достигается без дополнительного ограничения размеров малого источника света б. [c.110] В силу малости (I распределение интенсивности дифрагированных пучков автоматически соответствует случаю дифракции в параллельных лучах без применения дополнительной фокусирующей оптики. [c.110] Таким образом, сопоставляя дифракционную картину, формируемую диффузором Дф2, с идеальной картиной дифракции в параллельных лучах от одиночного круглого отверстия в непрозрачном экране, можно сказать следующее. Важные для учебного эксперимента достоинства диффузора Дф2 как объекта исследования состоят в том, что диффузор Дф2 формирует картину большой яркости при хорошей её контрастности. Недостатки же сводятся к тому, что эта картина оказывается покрытой слабой интерференционной вуалью. Кроме того, в центральной части массовой картины появляется изображение источника S. Оба эти недостатка , представляющие интерес с точки зрения выяснения природы явления, во всяком случае, не мешают проведению достаточно точных измерений. [c.111] Для выполнения необходимых расчётов воспользуемся выводами теории дифракции в параллельных лучах от круглого одиночного отверстия в непрозрачном экране. Впервые эту задачу в общем виде исследовал Эйри [42, с. 164-166 (таблица 6.2) 45 с. 364-366 (таблица 8.2) 46, с. 183-184 (таблица 9.1) 49, с. 299-300 (таблица 5). [c.111] Вернуться к основной статье