Приклад з акустики

Принцип Гюйгенса-Френеля

Розглянуте в попередньому параграфі явище інтерференції світла розкриває хвильову природу світла.

Але в розвитку хвильової теорії світла виникло утруднення в поясненні прямолінійності поширення світла. Розглянемо настуні дослідні факти.

1-й факт: коли на шляху від точкового джерела звуку (рис. 5) до спостерігача О розміщено екран АВ, то звукова хвиля обгинає його і досягає спостерігача.

2 факт: коли ж у точці S буде джерело світла, то спостерігач його не побачить, світло не обгинає екран АВ, тобто поширюється лише прямолінійно.

Рис. 5. Приклад огинання перешкоди акустичною хвилею

Ці питання було з'ясовано за допомогою принципу Гюйгенса – Френеля, який полягає в наступному.

Будь-яку точку простору, до якої дійшла хвиля, можна розглядати як нове (вторинне) джерело хвиль; хвилі від цих вторинних джерел інтерферують між собою так, що їхня результуюча є ніби обвідною хвилею до всіх елементарних хвиль. Так можна знаходити новий фронт хвилі через час ∆t.

В першій частині наведеного визначення зазначається гіпотеза Гюйгенса, за якою кожна точка простору, до якої дійшли світлові коливання, стає новим (вторинним) випромінювачем (джерелом) світлових коливань.

Рис. 6. Вторинні випромінювачі світла та їх обвідна – фронт хвилі

Принцип Гюйгенса в його первісному вигляді дозволяв знаходити тільки положення хвильових фронтів в наступні моменти часу, тобто визначати напрям поширення хвилі. По суті, це був принцип геометричної оптики.

Гіпотезу Гюйгенса про обвідну вторинних хвиль Френель замінив фізично ясним положенням, згідно з яким вторинні хвилі, приходячи в точку спостереження , інтерферують один з одним. Принцип Гюйгенса - Френеля також представляв собою певну гіпотезу , але подальший досвід підтвердив її справедливість. У ряді практично важливих випадків рішення дифракційних задач на основі цього принципу дає досить гарний результат . Рис. 7 ілюструє принцип Гюйгенса - Френеля .

Рис. 7. ΔS1 ΔS2 – два елементи хвильового фронту початкової хвилі

Очевидно, в ізотропному середовищі фронт хвилі від точкового джерела світла є сферичною поверхнею; в анізотропному середовищі, оскільки швидкості світла в різних напрямках різні, фронт світлової хвилі буде складнішою поверхнею. На великій відстані від джерела фронт світлової хвилі можна вважати плоскою поверхнею.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Спостереження явища дифракції	\|	Розрізняють дифракцію Френеля в розбіжних променях і дифракцію Фраунгофера в паралельних променях.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.