Дифракция препятствия

Условие подобия дифракции. Исходя из выражения (6.13а), можно сделать вывод, что при изменении (увеличении или уменьшении) Го в т раз, а размеров отверстия р — в Yт раз для данной длины волны не произойдет изменения числа действующих зон Френеля, т. е. условия наблюдения дифракции останутся прежними (как говорят, имеет место подобие дифракции ). Это экспериментально доказано русским ученым Аркадьевым. Он показал, что при уменьшении размеров препятствия величиной с обычную тарелку, для которого четкая дифракционная картина наблюдается на расстоянии 7 км, примерно в 13 раз можно наблюдать ясную дифракционную картину в лабораторных условиях при [c.125]

ДИФРАКЦИЯ НА КРУГЛОМ ОТВЕРСТИИ, КРУГЛОМ ПРЕПЯТСТВИИ и НА ПРЯМОЛИНЕЙНОМ КРАЕ НЕПРОЗРАЧНОГО ЭКРАНА [c.130]

Поскольку часть среды, охваченной интенсивным световым пучком, становится оптически более плотной по сравнению с не охваченной светом части среды, то при входе в среду параллельного пучка произойдет дифракция на препятствии с диаметром 2а. Тогда максимальное значение угла расхождения за счет дифракции будет [c.398]

Очень эффектные явления легко наблюдать при использовании достаточно интенсивного источника света, в нескольких метрах от которого устанавливается малый непрозрачный экран или ирисовая диафрагма, позволяющая открывать ряд зон Френеля. Конечно, расстояние а г 02 источника света до матового экрана, на котором следует наблюдать дифракционную картину, должно быть достаточно большим (не менее 10 — 15 м). Эти эксперименты (рис. 6.6) трудно показать в большой аудитории без современных технических средств. Многие из опытов по дифракции Френеля можно демонстрировать с помощью простейшей телевизионной установки, включающей передающую трубку (монитор) и несколько телевизоров, установленных в аудитории. Свет от мощной лампы фокусируется на небольшой круглой диафрагме. После дифракции на исследуемом препятствии свет от этого точечного источника попадает на фотокатод монитора и зрители наблюдают на экранах телевизоров сильно увеличенное изображение дифракционной картины (рис. 6.5, 6.6). [c.262]

Обратимся к описанию дифракции электромагнитных волн на препятствиях различной формы. В частности, очень характерная картина наблюдается при дифракции на крае экрана, на щели и т.д. Расчет этих картин очень сложен, и крайне полезным был бы какой-нибудь упрощенный метод, позволяющий изучать условия дифракции и сравнивать их с опытом. К обоснованию такого графического метода мы сейчас и перейдем. При этом каждому элементарному колебанию сопоставим некоторый вектор. [c.264]

Для дифракции сферической волны на круглом отверстии или длинной и узкой щели обычно указывают размер препятствия (радиус отверстия, ширину щели и т. д.) и длину волны к. Например, сравнивается картина дифракции световых и ультракоротких волн, длины волн которых различаются в 100 ООО раз. У читателя может создаться впечатление, что соотношение этих двух величин (длины волны и линейного размера препятствия) нацело определяет условия возникновения дифракционной картины от точечного источника. Эта ошибка, к сожалению, встречается очень часто. На самом деле необходимо учитывать третий параметр — расстояние от источника света до препятствия (или расстояние между препятствием и экраном, на котором наблюдается дифракционная картина). Ведь степень приближения к геометрической оптике связана с тем, сколько зон Френеля уложилось на данном препятствии. Если линейные размеры препятствия того же порядка, что и размер зоны Френеля (ска- [c.268]

Следовательно, три величины D, р и X определяют условия дифракции и соотношение между ними оказывается решающим при переходе от волновой оптики к геометрической. Для удобства введем понятие параметра дифракции р =VpX/B. Физический смысл этой величины совершенно ясен. Параметр дифракции показывает, каково соотношение между линейными размерами зоны Френеля и введенного препятствия (или отверстия). [c.269]

Если D то р —> О. В этом случае будем считать щель (или другое отверстие) широкой. Если D = Vp/., т.е. р О, то щель узка (препятствие мало). Очевидно, что при р —> О трудно выявить дифракцию и можно говорить о соблюдении законов геометрической оптики. При D V( , когда р Q, учет волновых свойств должен играть основную роль. Так, например, если открыта только одна зона Френеля, то освещенность в центре дифракционной картины в четыре раза больше освещенности, создаваемой полностью открытым фронтом. [c.269]

Пользуясь спиралью Корню, можно количественно решать задачи, подобные упомянутым выше, т. е. задачи о дифракции на препятствиях, ограниченных прямолинейными краями. Амплитуда колебания, обусловленная какой-либо частью фронта световой волны, выражается вектором, замыкающим участок спирали, соответствующий данной части фронта волны. Действие всего фронта волны, т. е. фронта, не закрытого никакими препятствиями, изобразится вектором Р Р , соединяющим концы спирали. [c.167]

Рассмотренные выше примеры показывают с достаточной убедительностью, что вычисления (аналитические и графические), вы-, полненные на основе постулата Френеля, дают правильное значение распределения интенсивности при явлениях дифракции, т. е. позволяют правильно отыскать амплитуду результирующей волны, если размеры препятствий или отверстий значительно больше длины волны. [c.168]

Строгое решение дифракционных задач как задач о распространении электромагнитных волн вблизи препятствий удалось получить лишь для сравнительно немногочисленных (4 — 5) случаев. Так, Зоммерфельд (1894 г.) решил задачу о дифракции на краю идеально проводящего прямого экрана. Расхождения между результатами теории Зоммерфельда и точными измерениями можно, по-видимому, отнести за счет невозможности точно осуществить на опыте условия теории (реальный экран нельзя сделать идеально проводящим и бесконечно тонким, а его края нельзя сделать идеально острыми, как предполагается при теоретическом рассмотрении). Сопоставление этого и некоторых других случаев, разобранных по методу, аналогичному методу Зоммерфельда, показывает, что приближенная трактовка на основе принципа Гюйгенса — Френеля и метода Юнга дает достаточно хорошее приближение для не очень больших углов дифракции. В соответствии с этим мы и в дальнейшем будем широко пользоваться методом Френеля, помня, конечно, об указанном ограничении. [c.171]

До сих пор мы рассматривали дифракцию сферических или плоских волн, изучая дифракционную картину в точке наблюдения, лежащей на конечном расстоянии от препятствия. Именно этот круг вопросов был исследован Френелем, и поэтому дифракционные явления такого рода называют обычно. дифракцией Френеля. [c.172]

Явление дифракции на пространственных препятствиях или неоднородностях очень легко наблюдать в тех случаях, когда число таких неоднородностей очень велико, а размеры их незначительны. В таком случае среду принято называть мутной, и явление дифракции носит обычно название рассеяния света. В дальнейшем мы подробнее рассмотрим это явление, особенно для того случая, когда оно не связано с засорением среды посторонними частицами, а является следствием молекулярной структуры среды. Отметим, что для волн обычного света молекулярное строение среды само по себе еще не обусловливает неоднородности, ибо размер молекул в тысячи раз меньше длины световой волны. Молекулярная мутность есть результат случайного скопления значительного числа молекул, образующегося при беспорядочно.м тепловом движении их. Наоборот, для волн очень коротких, например для рентгеновских, уже само наличие молекул обусловливает неоднородность среды и ведет к дифракции (рассеянию). [c.228]

Согласно сказанному выше самофокусировке благоприятствуют малые радиусы поперечного сечения пучков. Опыт показывает, однако, что существует некоторое оптимальное значение а = Оо, и дальнейшее уменьшение а требует не уменьшения, а увеличения мощности Р. Причина состоит в том, что при достаточно малых значениях а вступают в игру дифракционные явления, которые нэ принимались во внимание в предыдущих рассуждениях. Дифракция, очевидно, расширяет пучок и тем самым препятствует его самофокусировке, причем роль дифракции тем больше, чем меньше радиус пучка а. [c.823]

Чтобы понять это явление, обратимся к рис. 35.7. Допустим, что зеркала 5] и 82 идеальные. Тогда лучи, параллельные оси резонатора, проходят через активное вещество туда и обратно неограниченное число раз. Лучи, идущие наклонно, в конце концов попадут на боковую стенку активного стержня, где они рассеются и выйдут наружу. Поэтому ясно, что максимально усиливаются лучи, распространяющиеся параллельно оси резонатора. Конечно, строго параллельные лучи получить нельзя, так как этому препятствует дифракция света. Угол расхождения лучей принципиально не может быть меньше дифракционного предела 6ф Я/Д, где О — ширина пучка. [c.280]

Если распространяющаяся волна встречает на пути какие-либо препятствия или неоднородности конечных размеров, то возникают явления, которые носят общее название дифракции. С точки зрения [c.716]

Вследствие дифракции звуковые волны огибают препятствия, размеры которых не очень велики по сравнению с длиной звуковой волны, в частности голову человека. В том случае, когда источник звука находится сбоку от человека, например справа, звуковые волны благодаря дифракции достигают все же и левого уха. [c.731]

Акустическая дифракция (дифракция звука) — явление, при котором изменяется направление звуковой волны в результате огибания препятствий, захождения звуковых волн в область акустической тени. [c.157]

Явление огибания волнами препятствия, т. е. проникновение их в область геометрической тени, получило название дифракции волн. Дифракция — одно из важнейших явлений, свойственное всякому волновому процессу. [c.218]

Дифракция волн наблюдается также и при прохождении волн через отверстие в преграде. Наиболее отчетливо явление дифракции наблюдается при малых по сравнению с длиной волны размерах препятствия или отверстия. В этом нетрудно убедиться, проследив за волнами на поверхности воды, распространяющимися в волновой ванне. [c.218]

Полученное соотношение означает (это хорошо видно из рис. 4.7), что если излучение с длиной волны X и волновым вектором к падает под углом на семейство параллельных плоскостей с межплоскостным расстоянием а и нормалью к нему g, то разность хода лучей между волнами, рассеянными различными плоскостями, будет равна целому числу длин волн. Из теории дифракции излучения известно, что в этом случае за счет сложения амплитуд синфазных волн возникает сильная отраженная волна. Это и препятствует распространению волн, импульс которых отвечает границе зоны Бриллюэна. Формулу (4.57) называют [c.77]

Явление дифракции заключается в том, что звуковые волны огибают преграды, линейные размеры которых меньше длины волны. Короткие волны отражаются от таких препятствий, образуя за ними звуковую тень (рис. 5). На этом принципе основывается 16 [c.16]

Рис. 5. Дифракция звуковых волн вокруг препятствия, линейные размеры которого больше длины волны

Под дифракцией в широком смысле понимают явление, возникающее при встрече волны с препятствиями. Амплитуда и фаза волны, встретившей при распространении в однородной среде препятствие, изменяются, и эта волна проникает в область тени, отклоняясь от прямолинейного пути. [c.33]

Как известно, под дифракцией понимают любое отклонение от прямолинейного распространения электромагнитных волн, если только это отклонение не является причиной обычных законов геометрической оптики — отражения или преломления [23]. Наиболее отчетливо дифракционные явления проявляются при распространении электромагнитных волн вблизи непрозрачных препятствий, хотя явление дифракции имеет место во всех случаях, когда изменение амплитуды или фазы неодинаково на всей поверхности волнового фронта, т. е. оно возникает при амплитудном или фазовом локальном нарушении волнового фронта. [c.248]

ДИФРАКЦИЯ <акустооптическая — дифракция света на неоднородностях среды, возникающих при прохождении в среде ультразвуковых волн волн — огибание волнами встречных препятствий рентгеновского излучения—рассеяние рентгеновского излучения веществом без изменения длины волны света — отклонение световых волн от прямолинейного распространения при прохождении света вблизи границ [c.229]

Рассмотрим двумерную задачу дифракции продольной вязко-упругой волны на полубесконечном жестком препятствии при условии, что в точках разреза трение между точками разреза и средой отсутствует, т. е. r,iy = 0. Условие отсутствия трения на жестком препятствии приводит к тому, что от него отражается и дифрагирует лишь одна продольная волна Ф, а поперечная волна отсутствует Ч = 0. [c.132]

ПРИБЛИЖЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ДИФРАКЦИИ ПЛОСКОЙ ВЯЗКОУПРУГОЙ ВОЛНЫ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КРУГОВОМ ПРЕПЯТСТВИИ [c.138]

НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ ДИФРАКЦИИ ВЯЗКОУПРУГИХ ВОЛН НА ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ ПРЕПЯТСТВИИ [c.141]

При наличии в металле дефекта размером, соизмеримым с длиной волны (последняя огибает препятствие), имеет место явление, известное в физике как дифракция. Доля отраженной волны, со-ответствуюп1ая этой зоне, уменьшается, вследствие чего небольшие округлые дефекты тина пор выявляются неудовлетворительно. [c.128]

Согласно волновому принципу Гюйгенса, положение волнового фронта в некоторый момент времени позволяет определить волновой фронт, а следовательно, и направление лучей в любые последующие моменты времени. Исходя из такого построения, можно прийти к выводу о том, что свет при прохождещш через отверстия на непрозрачном экране распространяется также и в области геометрической тени непрозра<нюго экрана, т. е. имеет место отклонение света от направления прямолинейного распространения. Такое явление огибания светом препятствия носит название дифракции света. Задачу дифракции можно считать решенной, если определить распространение интенсивности в зависимости от углов между прежним направлением (направлением прямолинейного распространения) и направлениями дифрагированных лучей (угол между прежним направлением луча и дифрагированным лучом будем называть углом дифракции). Принцип Гюйгенса не в сосгоя- [c.118]

Дифракция света на круглом препятствии. Пусть между точечным источником света S и экраном нaбJиoдeния Э находится круглое иепрозрач1юе препятствие П (рис. 6.10). Решение задачи дифракции в этом случае заключается в определении как числа зон Френеля, перекрытых препятствием (в зависимости от размера препятствия и его месторасположения), так и числа открытых [c.131]

Теорема Бабине. Опираясь г а рассмотренные случаи дифракции света, можно нрийти к формулировке так называемой теоремьЕ Бабине, гласящей Если на пути широкого пучка ставить поочередно препятствия и отверстия с одним и тем же сечением и если ограничиться наблюдением той области, которая в случае свободного пучка представлялась бы совершенно темной (и, кроме того, свободной от дифракции на краях), то в этой области будет наблюдаться дифракционная картина, одинаковая как для препятствия, так и для отверстия . [c.132]

Дифракция волн происходит при их встрече с преградой любой формы и любых разл1еров. Обычно при больших по сравнению с длиной волны размерах препятствия или отверстия в пре- фаде дифракция волн мало заметна. Наиболее отчетливо дифракция проявляется при прохождении волн через отверстие с размерами порядка длины волны или при встрече с препятствиями таких же размеров. При достаточно больших расстояниях между источником волн, преградой и местом наблюдения волн дифракционные явления могут иметь место и прк больших размерах отверстия яли преграды. [c.230]

Применение метода Френеля позволяет предвидеть и обьяснить особенности в распространении световых волн, наблюдающиеся тогда, когда часть фронта идущей волны перестает действовать вследствие того, что свет распространяется между препятствиями, прикрывающими часть фронта волны. Эти явления огибания препятствий (экранов и краев диафрагм) носят название явлений дифракции. [c.160]

Юнговская трактовка дифракционных явлений особенно плодотворна в тех случаях, когда заранее не ясно распределение амплитуд вторичных источников Гюйгенса — Френеля на граничных поверхностях. Это относится, например, к распространению волны вдоль поглощающей поверхности или к огибанию волной выпуклого препятствия. Такова, в частности, постановка вопроса при изучении распространения радиоволн над поверхностью Земли. Эта практически важная задача обстоятельно разобрана с помощью метода Юнга (М. А. Леонтович, В. А. Фок), который именуется в современной литературе диффузионной теорией дифракции. Метод Юнга широко применяется при исследовании распространения волн в неоднородных средах, в нелинейной оптике и в других областях. [c.172]

Из изложенного ясно, что для получения правильного изображения надо, чтобы через объектив микроскопа и далее проникали дифракционные пучки всех направлений. Обычно внутри микроскопа не ставится препятствий, так что опасность представляет лишь входной зрачок, которым служит оправа объектива, ограничизаю-ищя его рабочее отверстие ). Чем меньше предмет или его деталь d, тем большие углы дифракции он обусловливает и тем шире должно быть отверстие объектива. Отверстие объектива определяется углом 2и между крайними лучами, идущими от объекта (расположенного у фокуса) к краям объектива. Половина этого угла носит название апертуры. Если апертура меньше pi — угла дифракции, соответствующего спектрам первого порядка, т. е. sin и < sin tpi = = Ao/d, то в микроскоп проникнут только лучи от центрального максимума и мы не увидим изображения, соответствующего деталям, определяемым величиной d, т. е. в случае нашей решетки будем иметь равномерное освещение. Таким образом, условр езш и У - XJd есть условие, необходимое для разрешения деталей d. В крайнем случае (sin и = %old) мы жертвуем максимумами высших порядков, т. е. как сказано, несколько ухудшаем качество изображения. Чем больше sin и по сравнению с kjd, тем больше спектров высших порядков участвует в построении изображения, т. е. тем точнее передается наблюдаемый объект. [c.353]

Однако в больнЕИНстве случаев для извлечения информации из голограммы используют явление дифракции света, т. е. свойство световоЕ о пучка ое ибать препятствие, размеры котороЕ о соизмеримы с длиной волньЕ световоЕ о излучения. Огибая такое ЕЕрепятствие, луч света меняет свое направление и рассеивается. В результате дифракции волновой фронт падающей волны изменяется таким образом, что свет, распространяющийся за препятствием, будет иметь качественно иной волновой фронт, распространяющийся в ином направлении. Таким образом, явление дифракции позволяет [c.13]

Вторая стадия - стадия текучести, на которой наблюдается негомогенная пластическая деформация в виде прохождения по всей рабочей длине образца фронта Людерса - Чернова. Уже на ранних стадиях пластического течения в металле могут зарождаться субмикротрещины (длиной порядка 100 нм, шириной 1-10 нм, радиус острия 0,1 нм). Этот дефект атомных масштабов, возникающий при встрече полосы скольжения с препятствием, по существу представляет собой сверхдислокацию, находящуюся в упругом равновесии с полем напряжений, создаваемых клином субмикротрещины в окружающем материале. При низкотемпературном отжиге эти субмикротрещины захлопываются. Методами малоугловой рентгеновской дифракции и электронной микроскопии обнаруживаются зародышевые субмикротрещины с размерами от тысячи ангстрем. Стадия текучести не наблюдается у металлических материалов, у которых на диаграмме статического растяжения отсутствует деформация Людерса - Чернова. [c.16]

При построенпп приближенного решения задачи будем предполагать, что длина импульса за фронтом падающей вязкоупругой волны значительно меньше диа- метра цилиндрического кругового препятствия. Данное предположение позволяет исходную задачу дифракции приближенно заменить задачей об отражении плоской волны от плоской границы при произвольном угле падения. [c.138]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...