Глава 3. Оптика

Модель 3.11.  Дифракция света

Модель является компьютерным экспериментом, позволяющим продемонстрировать качественный характер дифракционных картин, возникающих на удаленном экране при дифракции света на круглых (шарик, круглое отверстие в непрозрачном экране), а так же на линейных препятствиях (щель, длинная нить). Можно изменять длину волны λ падающего света и размер препятствия – радиус R шарика или круглого отверстия, ширину d щели или толщину нити.

Согласно теории Френеля общий характер дифракционной картины зависит от безразмерного параметра m, равного числу кольцевых зон Френеля, укладывающихся на радиусе круглого препятствия

m = R2 / (λL),

или числу полосообразных зон Френеля, укладывающихся на полуширине линейного препятствия

m = (d / 2)2 / (λL).

Число m зон Френеля, укладывающихся на препятствии, однозначно характеризует вид дифракционной картины. Это позволяет моделировать дифракционные явления, используя волны другой области спектра и выбрав соответствующие размеры установки. Так, например, можно моделировать дифракцию радиоволн с помощью света.

Обратите внимание, что при дифракции на шарике в центре дифракционной картины всегда наблюдается светлое пятно (пятно Пуассона), а при дифракции на круглом отверстии светлое пятно в центре возникает при целых нечетных значениях числа m, в то время, как при четных значениях числа m в центре картины наблюдается темное пятно.