Гюйгенса—Френеля принцип интерференция

Набор сферич. В., как и плоских, является полным,— через них можно представить произвольное волновое поле. В частности справедлив Гюйгенса — Френеля принцип, согласно к-рому поле в любой точке, находящейся вне произвольной поверхности S, окружающей источник, можно представить как результат интерференции вторичных сферич. В., излучаемых каждой точкой (элементом) этой поверхности. [c.321]

Точная теория явлений Д. даже для самых простых случаев — одна из наиболее трудных в математич, отношении задач физич. оптики. Существует несколько методов решения дифракционных задач. Наиболее прост и нагляден метод Френеля он основан на принципе Гюйгенса, дополненном принципом интерференции (см.). Трудность задачи в том, что [c.456]

В начале XIX века стала складываться последовательно развитая система волновой оптики. Главную роль при этом сыграли труды Юнга и Френеля. Френель (1815 г.) уточнил принцип Гюйгенса, дополнив его принципом интерференции Юнга, с помощью которого этот последний дал в 1801 г. удовлетворительное толкование окраски тонких пластинок, наблюдаемых в отраженном свете. Принцип Гюйгенса — Френеля не только вполне удовлетворительно объяснил прямолинейное распространение света, но и позволил разрешить вопрос о распределении интенсивности света [c.20]

Применяя принцип Гюйгенса — Френеля, нужно учитывать интерференцию волн, создаваемых всеми элементарными источниками. Эта сложная задача весьма упрощается в тех случаях, когда падающая волна ничем не ограничена, т. е. когда не приходится рассматривать [c.714]

Формула Брэгга - Вульфа. Кристалл представляет совокупность атомов или молекул, закономерно и упорядоченно расположенных в узлах пространственной кристаллической решетки. Поведение волн анализируется с помощью принципа Гюйгенса - Френеля, который позволил успешно построить теорию интерференции и дифракции электромагнитных волн в световом диапазоне. В соответствии с этим принципом каждая точка волнового фронта рассматривается как источник вторичных волн, которые интерферируют между собой с учетом возникающих при этом фазовых соотношений. Отражение волны от плоской поверхности сводится к тому, что каждая точка поверхности становится источником вторичных волн. Они интерферируют между собой и дают отраженную волну под углом отражения, равным углу падения. [c.48]

Главная слабость принципа Гюйгенса в том, что он не учитывает важнейшего свойства волнового движения — явления интерференции. При учете интерференции принцип получил название принципа Гюйгенса—Френеля (см. 31). [c.162]

Френель вложил в принцип Гюйгенса ясное физическое содержание, отказавшись от искусственного предположения об огибающей вторичных волн и рассматривая полное световое поле как результат интерференции вторичных волн. При этом не только получает физическое объяснение рецепт Гюйгенса (к точкам на огибающей все вторичные волны приходят в одинаковых фазах), но и появляется возможность расчета распределения светового поля в пространстве. Изучая распределение света вблизи границы между светом и тенью на основе принципа Гюйгенса—Френеля, можно получить количественное описание дифракционных явлений. [c.268]

Окружим источник L (рис. 5.1.1) воображаемой замкнутой поверхностью 5, имеющей произвольную форму. Для получения интенсивности в любой точке Р за пределами 5, согласно принципу Гюйгенса—Френеля, необходимо рассматривать результат совокупного действия излучений, приходящих от элементарных участков поверхности в заданную точку Р. Излучения этих элементарных участков сЛЗ когерентны, поэтому интенсивность в точке Р от источника Ь определяется-теперь интерференцией всех колебаний, излучаемых каждым элементом йЗ. [c.332]

Принцип Гюйгенса — Френеля все вторичные источники и т, д,, расположенные на поверхности фронта когерентны (IV.3.9.3°) между собой. Амплитуда (IV. 1.1.4°) и фаза (IV. 1.1.4°) волны в любой точке М пространства — это результат интерференции волн, излучаемых вторичными источниками (рис. V.2.И). [c.371]

Прямолинейное распространение луча ЗМ, испущенного источником 5 в однородной среде, объясняется принципом Гюйгенса — Френеля. Все вторичные волны, излучаемые вторичными источниками, находящимися на поверхности фронта волны АВ, гасятся в результате интерференции, кроме волн от источников, расположенных на [c.371]

По принципу Гюйгенса — Френеля (У.2.3.3°) каждая щель является источником когерентных вторичных волн, способных интерферировать друг с другом. Если на дифракционную решетку перпендикулярно к ней падает пучок параллельных лучей света, то под углом дифракции Ф (п. 2 ) на экране Э, расположенном в фокальной плоскости линзы, будет наблюдаться система дифракционных максимумов и минимумов, полученная в результате интерференции света от различных щелей. [c.373]

Пусть из выходного зрачка Р[Р ч (рис. П.5) идеальной оптической системы исходит сферическая волна 5 Р[Р Р 2 — сечение поверхности волны меридиональной плоскостью). Центр поверхности волны совпадает с точкой Во, являющейся изображением осевой точки предмета. Распределение освещенности в точке Во и ее окрестности на плоскости изображения рассматривается как результат интерференции когерентного света, исходящего из каждой точки волновой поверхности, являющейся, согласно принципу Гюйгенса—Френеля, источником когерентного излучения. [c.24]

Поэтому он позволял решать лишь задачи о направлении распространения светового фронта и не затрагивал по существу вопроса об интенсивности волн, идущих по разным направлениям. Этот недостаток восполнил Френель, который вложил в принцип Гюйгенса физический смысл, дополнив его идеей интерференции волн. Благодаря этому огибающая поверхность элементарных волн, введенная Гюйгенсом чисто формально, приобрела ясное физическое содержание как поверхность, где благодаря взаимной интерференции элементарных волн результирующая волна имеет заметную интенсивность. [c.151]

На рис. 1.1, а представлена схема опыта. Проходящий через точечное отверстие S солнечный свет освещает расположенную на некотором расстоянии апертурную маску (или экран), в которой есть два близких отверстия В и С. На другом экране, удаленном от первого примерно на такое же расстояние, в области геометрической тени вокруг точки О наблюдаются темные и светлые полосы. Ни одно из точечных отверстий само по себе не вызывает появления полос, и их присутствие было объяснено интерференцией света, дифрагировавшего на двух точечных отверстиях. Напомним, что, согласно принципу Гюйгенса, развитому Френелем и Кирхгофом, каждая точка приходящего волнового фронта рассматривается как источник вторичных волн, огибающая которых формирует профиль приходящего волнового фронта, при прохождении света через апертурное отверстие в экране возникает дифракция. Вследствие этого волны, проходящие через апертуру, имеют огибающую волнового фронта, распространяющуюся в область, которая в соответствии с лучевой теорией геометрической оптики должна быть неосвещенной тенью. Это показано на рис. 1.2,а, который можно рассматривать как пример одной из апертур в опыте Юнга. В любой точке, например Р, освещенность является результатом интерференции между волнами, пришедшими туда от всех. точек апертуры с различными фазами, обусловленными различной длиной пройденного ими пути. Картина на экране представляет собой знакомую нам картину Френеля, описанную в обычных учебниках. В данный момент детали для нас не важны, поскольку, если точечные отверстия в опыте Юнга достаточно малы, дифрагировавший от каждого из них в отдельности свет должен давать на экране достаточно [c.10]

Наблюдаемую картину можно построить, основываясь на волновой теории света и принципе Гюйгенса. Каждую точку среды, которую достигла волна, можно рассматривать как источник вторичных сферических волн, распространяющихся со скоростью, свойственной среде. Огибающая поверхность, касающаяся сверх сферических вторичных волн в том положении, которого они достигнут к моменту t, и представляет собой волновой фронт в это время. К этому принципу французский физик Френель применил рассмотренные нами ранее законы интерференции. Согласно Френелю правило построения огибающей должно быть заменено расчетом взаимной интерференции вторичных волн. [c.34]

Френель дополнил принцип Гюйгенса идеей интерференции,, задавая более детально свойства вторичных элементарных волн, на которые налагалось требование, что в отсутствии преграды интерференция вторичных волн должна обеспечивать воспроизведение распространяющейся вперед волны и по положению волнового фронта, и по амплитуде. Таким образом, огибающая поверхность элементарных волн приобрела физический смысл как поверхность, где результирующая волна имеет определенную амплитуду из-за интерференции волн от вторичных источников. В-этом случае становится возможным определение интенсивности световой волны за преградой, т. е. возможно решение дифракционной задачи. [c.332]

Принцип Гюйгенса, объясняя в общем виде явление дифракции света, не затрагивал вопроса об интенсивности распространяющихся за преградой световых волн. Как известно, Френель дополнил принцип Гюйгенса, введя понятие об амплитуде и фазе колебаний элементарных волн и учитывая их интерференцию. [c.264]

Формально из принципа Гюйгенса вытекает, что вторичные фронты должны иметь огибающую не только впереди фронта световой волны, но и позади него. Френель дополнил принцип Гюйгенса важным предположением (связанным с идеей суперпозиции волн), что вторичные волны позади светового фронта гасят друг друга. Он применил эти идеи к качественным расчетам явлений дифракции и интерференции. [c.81]

Расчёт результирующего распределения интенсивности в плоскости дисперсии спектр, прибора с Э. (в плоскости, перпендикулярной штрихам Э.), проведённый на основе Гюйгенса—Френеля принципа, показывает, что оно пропорционально произведению двух ф-ций — интерференционной Js и дифракционной J Интерференц. ф-ция y/v = (sin A O/sinG) — результат интерференции когерентных пучков, дифрагированных от всех N штрихов Э. [здесь [c.649]

Поставим на пути волн широкую преграду. Опыт показывает, что за преграду волны не распространяются, что опять противоречит принципу Гюйгенса. Для объяснения явлений, наблюдаемых при встрече волн с преградами, французский физик Огюстен Френель (1788—1827) в 1815 г. дополнил принцип Гюйгенса представлениями о когерентности вторичных волн II их интерференции. Отсутствие волн в стороне от направления луча первичной волны за широким отверстием согласно принципу Гюйгенса — Френеля объясняется тем, что вторичные когерентные волны, испускаемые разными участками отверстия, интерферируют между собой. Волны отсутствуют в тех местах, в которых для вторичных волн от разных участков выполняются условия интерференционных минимумов. [c.230]

Изложение принципа Гюйгенса—Френеля в данном параграфе существенно отличается от приведенного в 3.3, где положение В0ЛН01ЮГ0 фронта в последующие моменты времени определялось как огибающая элементарных сферических волн, излучаемых каждой точкой, до которой дошел фронт в данный момент принцип Гюйгенса). Никакой интерференции между этими сферическими волнами Гюйгенс не учитывал, да и вообще не принимал по внимание фазовых соотношений. Поэтому принцип Гюйгенса в его первоначальной форме не мог служить основой волновой оптики. Потребовалось значительное время, чтобы после принципиальных дополнений Френеля оказалось возможным применить его для истолкования дифракции. Изложим идею принципа Гюйгенса—Френеля в тех терминах и понятиях, которые соответствуют электромагнитной теории света. Строггся математическая формулировка этого принципа, данная Кирхгофом, здесь не приведена . [c.256]

Френель уточнил волновой принцип Гюйгенса, дополнив его принципом интерференции Юнга так появился широко используемый в волновой оптике принцип Гюйген- [c.27]

Позднее, 15 октября 1815 г., Огюстен Жан Френель представил Французской академии знаменитый трактат Дифракция света , в котором, развивая идеи Гюйгенса и Юнга, изложил систематическое описание интерференционных полос, наблюдаемых на темной стороне препятствия, освещаемого небольшим источником света. Френель смог показать, что измеренные расстояния между полосами совпадают с результатами вычислений, основанных на волновой теории. Кроме того, Френель придал более строгую форму принципу Гюйгенса, подчеркнув важную роль фаз отдельных вкладов от излучателей. Действительно, Гюйгенс еще не знал ни о поперечных колебаниях, ни о принципе интерференции, ни о существовании упорядоченной последовательности волн в цуге. В июле 1819 г. Французская академия наградила Френеля специальной премией, отметив таким образом окончательную победу волновой теории над корпускулярными представлениями Ньютона. [c.247]

Тем временем в работах Пьера Симона де Лапласа (1749—1827 гг.) и Жана-Батиста Био (1774—1862 гг.) развивалась далее корпускулярная теория. Ее сторонники предложили считать объяснение явления дифракции достойным премии, учрежденной на 1818 г. Парижской Академией наук, надеясь, что исследования в этой области полностью подтвердят корпускулярную теорию. Однако их надежды не оправдались — несмотря на сильное сопротивление, премия была присуждена Августину Жаку Френелю (1788—1827 гг.), исследование которого [19] основывалось на волновой теории и явилось первым из серии работ, полностью развенчавших в течение нескольких лет корпускуляр-пую теорию. Сущность его исследования состояла в синтезе идеи Гюйгенса о построении волнового фронта как огибающей сферических волн и принципа интерференции Юнга. Этого, как показал Френель, оказалось достаточно для объяснения не только прямолинейности распространения света, но и небольших отклонений от прямолинейности , т. е. явления дифракции. Френель решил задачи о дифракции па крае, небольших отверстиях и экране наиболее убедительным оказалось экспериментальное подтверждение Aparo предсказания, выведенного Пуассоном из теории Френеля и состоявшего в том, что в центре тени от круглого диска должно находиться светлое иятно. [c.17]

Первое упоминание о дифракционных явлениях появилось в работе Леонардо да Винчи (1452—1519 гг.). Однако впервые они были описаны детально только в книге Гримальди, опубликованной в 1665 г. спустя два года после его смерти. Корпускулярная теория, которую считали в то время правильно описывающей распространение света, не могла объяснить дифракцию. Гюйгенс, впервые обосновавший волновую теорию, очевидно, не знал об открытии Гримальди, иначе он несомненно сослался бы на него для подтверждения своей точки зрения. О возможности объяснить явления дифракции в рамках волновой теории нигде не упоминается вплоть до 1818 г., когда появился прекрасный мемуар Френеля (см. Историческое введение ), где было показано, что явление дифракции можно объяснить с помощью построения Гюйгенса (см. п. 3.3.3) и применения принципа интерференции. Позднее Кирхгсф (1882 г.) придал исследованиям Френеля строго математическое обоснование, и с этого времени началось широкое изучение дифракции ). [c.341]

Решающие шаги были сделаны в начале XIX столетия Юнгом и Френелем. Юнг изучал явление дифракции и показал, что картина максимумов и минимумов в затененном пространстве позади волоска обусловлена интерференцией волн, огибающих его с обеих сторон. Природа этих волн оставалась для Юнга неясной. Френель показал, что эти волны порождаются певозму-щенным фронтом волны по обе стороны от препятствия. Давая такое объяснение, Френель основывался на старом принципе Гюйгенса, согласно которому каждая точка волнового фронта может рассматриваться как источник вторичных волн. Сочетание этого принципа с принципом интерференции Юнга дало естественное объяснение правилу Гюйгенса о том, что огибающая вторичных волн образует новый волновой фронт. Если часть первоначального фронта волны преграждается препятствием, система вторичных волн является неполной, что и ведет к возникновению явлений дифракции. Полное согласие, полученное ежду теорией и опытами во многих трудных проблемах, не оставило сомнений в правильности объяснения, данного Френеле . Оно будет служить основой подхода ко многим проблемам, рассматриваемым в этой книге. [c.16]

Расчёт Д. 3. обычно базируется на принципе Гюйгенса — Френеля, согласно к-рому всякое звуковое поле можно рассматривать как результат интерференции вторичных волн, излучаемых фиктивными источниками звука, расположенными на поверхностях, охватывающих источники звука и тела, обусловливающие Д. з. Задача расчёта Д. з. сводится, т. о., к определению производительности этих фиктивных источников, что, как правило, удаётся выполнить только приближённо, в результате чего применимость этого метода расчёта ограничивается областями, где звуковое поле не слишком мало (вне глубокой тени и т. п.). [c.126]

В противоположность понятию луча волновая теория света исходит из представления Гюйгенса, согласно которому нз светящегося тела исходят волны, распространяющиеся по всем направлениям Френель предположил, что отдельные элементы волновой поверхности интерферируют между собой и распределение энергии в каком-иибудь сечении пучка (а в наиболее важном случае — в плоскости изображения) является результатом этой интерференции. Это предположение, подсказанное гениальной интуицией, было многократно подтверждено опытом. В дальнейшем принцип Гюйгенса—Френеля с небольшими изменениями был получен Кирхгофом из общего волнового уравнения, вытекающего нз уравнений Максвелла при некоторых упрощающих предположениях. [c.598]

Огюст Жан Френель (1788-1827) — французский физик, член Парижской академии наук и Лондонского королевского общества. Окончил Политехническую школу и Школу мостов и дорог в Париже. Работал инженером по ремонту и строительству дорог в различных департаментах Франции, с 1817 г. — в Политехнической школе. Дополнил известный принцип Гюйгенса, введя представление о когерентности элементарных волн и их интерференции (принцип Гюйгенса—Френеля). Исходя из этого разработал теорию дифракции света. Выполнил классические опыты по интерференции света с бизеркалами и бипризмами. Исследовал интерференцию поляризованных лучей. Открыл в 1823 г. эллиптическую и круговую поляризации света. Установил законы отражения и преломления света на плоской поверхности раздела двух сред (формулы Френеля). Исследовал проблему о влиянии движения Земли на оптические явления. Высказал мысль о частичном увлечении эфира и вывел коэффициент увлечения света движущимися телами. Однако эти его выводы получили свое объяснение лишь в рамках теории относительности. [c.22]

В соответствии с принципом Гюйгенса — Френеля фронт любой волны от источника а можно представить как совокупность источников вторичных световых волн (рис. 31, б). В этом случае интенсивность света в пространстве вокруг точечного источника можнс определить как результаты интерференции световых волн, идущих от совокупности когерентных вторичных источников, непрерывно заполняющих волновую поверхность. [c.62]

Первой задачей, которую должен был рассмотреть Френель, выдвинув новую формулировку принципа Гюйгенса, явилась задача о прямолинейном распространении света. Френель решил ее путем рассмотрения взаимной интерференции вторичных волн, применив чрезвычайно наглядный прием, заменяющий сложные вычисления и имеющий общее значение при разборе задач о распространении волн. Метод этот получил название метода зон Френелят [c.153]

Если размеры источника велики по сравнению с длиной волны, то форма распространяющейся волны получается более сложной ее можно найти, воспользовавшись принципом Френеля — Гюйгенса. Согласно этому принципу каждый маленький кусочек поверхности волиы излучает элементарную сферическую волну и положение волновой поверхности в последующий момент совпадет с огибающей элементарных волн, которая получилась в результате их интерференции. Если поверхность колеблющегося тела представляет собой плоскость, все точки которой колеблются в фазе, и если размеры этой плоскости велики по сравнению с длиной волны, то будет излучаться плоская волна в направлении перпендикуляра к плоскости, которая только вблизи краев плоскости и на некотором расстоянии от них будет искажена вследствие интерференции элементарных волн. [c.504]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...