diapazon-plus.ru
Дифракция — это явление, возникающее при прохождении волны через отверстие или препятствие. Одним из ключевых параметров, описывающих проявление дифракции, является размер отверстия или препятствия по отношению к длине волны.
Дифракция Френеля:
Дифракция Френеля наблюдается, когда источник света, отверстие и экран находятся близко друг к другу. В этом случае считается, что расстояние между источником света и отверстием равно расстоянию между отверстием и экраном.
- Френелевская дифракция характеризуется преобладанием интерференции в силу более сложной геометрии.
- Основное условие Френеля для дифракции заключается в том, что большая часть зоны Френеля должна перекрываться отверстием.
- При дифракции Френеля волна распространяется радиально от центра отверстия.
Дифракция Фраунгофера:
Дифракция Фраунгофера наблюдается, когда источник света, отверстие и экран удалены друг от друга на большое расстояние. В этом случае можно считать, что все лучи проходят параллельно друг другу.
- Дифракция Фраунгофера проявляется наиболее ярко при малых углах между осями главного максимума и соседними минимумами интерференционной картины.
- Основное условие Фраунгофера для дифракции заключается в том, что размер отверстия или препятствия должен быть намного меньше, чем расстояние от источника до экрана.
- При дифракции Фраунгофера волна проходит через отверстие фактически без изменения, а затем на экране наблюдается интерференционная картина, состоящая из параллельных полос.
Таким образом, основные различия между дифракцией Френеля и дифракцией Фраунгофера заключаются в геометрии расположения источника света, отверстия и экрана, а также в геометрии распространения волны. Разное поведение волн при дифракции Френеля и Фраунгофера приводит к различным формам интерференционных картин на экране.
Френель и Фраунгофер: основные отличия
Дифракция Френеля:
Дифракцию Френеля называют ближней дифракцией. Она наблюдается, когда источник света находится близко к преграде или расстояние между преградой и экраном невелико по сравнению с размерами преграды. Например, когда источник света находится сразу за углом преграды.
В дифракции Френеля волны, исходящие из каждой точки преграды, распространяются во все стороны, как бы излучаясь от каждой точки в сферической волновой фронте. Это означает, что каждая точка преграды порождает свой собственный волновой фронт. Из-за этого наблюдается интерференция волн, создавая множество минимумов и максимумов на экране в виде колец и полос. Дифракция Френеля чаще всего наблюдается вблизи преграды.
Дифракция Фраунгофера:
Дифракцию Фраунгофера называют дальней дифракцией. Она наблюдается, когда источник света находится далеко от преграды или расстояние между преградой и экраном значительно больше размеров преграды. Например, когда источник света находится на большом расстоянии от преграды.
В дифракции Фраунгофера волны, исходящие из преграды, распространяются параллельно друг другу и падают на экран параллельно. Это означает, что результирующий волновой фронт происходит только из-за интерференции волн, что приводит к созданию множества минимумов и максимумов на экране в виде дифракционных полос. Дифракция Фраунгофера наблюдается на некотором расстоянии от преграды, когда основной источник света удален от нее.
Основные отличия между дифракцией Френеля и дифракцией Фраунгофера можно свести к следующим пунктам:
- Дифракция Френеля наблюдается, когда источник света находится близко к преграде, а дифракция Фраунгофера – когда источник света находится далеко от преграды.
- Дифракция Френеля характеризуется интерференцией от волн, излучаемых каждой точкой преграды, тогда как дифракция Фраунгофера характеризуется интерференцией от волн, исходящих параллельно друг другу.
- На экране при дифракции Френеля наблюдаются характерные кольцевидные и полосчатые структуры, в то время как дифракция Фраунгофера дает простые дифракционные полосы.
- Зона дифракции в дифракции Френеля значительно меньше, чем в дифракции Фраунгофера.