Чем уже щель, тем сильнее отклоняется свет от прямолинейного распространения, тем сильнее проявляется явление дифракции

Разобьем щель на m равных зон, где m = Δ/(λ/2), имеющих вид полос, параллельных ребру щели. При этом колебания двух соседних зон будут приходить в точку Р в противофазе и погасят друг друга.

Если число зон четное, то в точке Р наблюдается дифракционный минимум:

Если число зон НЕчетное, то в точке Р наблюдается дифракционный максимум:

Дифракционная картина от одной щели представляет собой чередование минимумов и максимумов, интенсивность которых убывает от центра к краям дифракционной картины.

На больших расстояниях от центра расстояния между максимумами увеличиваются.

Дифракционная решетка – это система параллельных щелей равной ширины, разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками.

Дифракционная картина на решетке – это результат взаимной интерференции волн, идущих от каждой из щелей.

d – период дифракционной решетки (постоянная решетки) – это расстояние между краями двух соседних щелей.

d = a + b, где а – ширина щели, b – ширина непрозрачного промежутка.

Разность хода лучей, идущих от двух соседних щелей:

Условие главных максимумов дифракционной решетки (в этих направлениях волны усиливают друг друга за счет интерференции):

Условие главных минимумов дифракционной решетки:

Условие дополнительных минимумов дифракционной решетки (в этих направлениях волны гасят друг друга за счет интерференции):

Дифракционная решетка используется как устройство для получения спектров

Применение дифракционных решеток для спектрального анализа:

- в химии (для получения химического состава вещества);

- в астрофизике (для изучения химического состава звезд);

- в металлургии (для изучения состава сплавов).

Естественный свет – электромагнитная волна со всевозможными равновероятными ориентациями векторов напряженности электрического (Е) и магнитного (Н) поля.

Е – вектор напряженности электрического поля – световой вектор, он имеет основное значение при взаимодействии с веществом.

Поляризованный свет – электромагнитная волна, в которой колебания светового вектора (Е) упорядочены каким-либо образом.

Частично поляризованный свет – свет с преимущественным направлением колебаний вектора Е.

Плоскополяризованный свет – свет, в котором вектор Е колеблется только в одной плоскости.

Р – степень поляризации света

где I_max, I_min – максимальная и минимальная интенсивности частично поляризованного света

Для естественного света

Для плоскополяризованного света

Способы получения поляризованного света

1. Пропускание естественного света через поляроиды.

2. Отражение света от границы раздела двух диэлектриков.

3. Поляризация посредством преломления и двойного лучепреломления.

Закон Малюса

Поляроид или поляризатор (П) – это устройство, пропускающее колебания определённого направления.

Анализатор (А) – это поляризатор, поставленный на пути уже поляризованного света.

Если пропустить естественный свет интенсивностью I_ест через поляризатор (П), то из него выйдет плоскополяризованный свет интенсивностью I₀ = I_ест /2.

Световой вектор Е будет направлен при этом вдоль оптической оси поляризатора (П).

Закон Малюса: Если пропустить плоскополяризованный свет интенсивностью I₀через анализатор (А), то из него выйдет плоскополяризованный свет с интенсивностью, пропорциональной квадрату косинуса угла между оптическими осями поляризатора и анализатора.

Закон Брюстера

При падении света на границу раздела двух диэлектриков, свет частично отражается и преломляется. При этом и отраженная, и преломленная световая волна будет поляризованной.

При угле падения, определяемом соотношением отраженный луч является плоскополяризованным, а преломленный луч – максимально поляризованным. При этом угол между отраженным и преломленным лучами равен 90⁰.