optika

í Huygensova principu.
37.2. Popište jev difrakce. Kde k ní dochází? Kde se v praxi vyskytuje? Je to jev užitečný
nebo škodlivý? Jaký je rozdíl mezi Fraunhoferovou a Fresnelovou difrakcí?
Difrakce – Dopadají-li vlny na hranu nebo na překážku či otvor rozšíří se směry šíření těchto vln a dojde k interferenci.
Difrakci studujeme na rovinných objektech jako jsou difrakční stínítko, štěrbina, kruhový otvor v neprůhledném plechu apod.
V praxi se vyskytuje např. jako difrakce rentgenového záření ke studiu struktur látek. Touto cestou difrakce velmi pozitivně ovlivnila rozvoj celé přírodovědy, neboť jejím prostřednictvím byla nalezena struktura obrovského počtu látek (řádově ) a teorie difrakce také umožnila zrod celých vědních disciplín (např. molekulární biologie). Je to jev užitečný.
Fresnelova difrakce – Fresnelovy ohybové jevy nastávají tehdy, je-li vlna kulová, což nastává v dostatečné blízkosti bodového zdroje.
Fraunhoferova difrakce – Fraunhoferovy ohybové jevy nastávají tehdy, je-li vlna rovinná. Ohybové jevy ve velké vzdálenosti od (bodového) zdroje lze s dostatečnou přesností považovat za Fraunhoferovy.
37.3. Určete polohu minim na vzdáleném stínítku při difrakci na štěrbině. Jaká podmínka platí pro tyto polohy? Jaká je intenzita světla na stínítku při tomto jevu?
Minima lze lokalizovat pomocí obecné rovnice:
Podmínka vzniku minima:
Tmavé proužky při difrakci na štěrbině vznikají tehdy, když dráhový rozdíl a sin θ mezi
horním a dolním paprskem je roven λ, 2λ, 3λ, …
Intenzita světla:
kde
37.4. Popište difrakci na kruhovém otvoru. Jaký je její vztah k rozlišovací schopnosti
optických přístrojů? Co označuje Rayleighovo kritérium?
Obr.4 Difrakce na kruhovém otvoru
Difrakce na kruhovém otvoru nebo čočce o průměru d vytváří centrální maximum a soustředěná maxima a minima. První minimum je pod úhlem určeným rovnicí:
(kruhový otvor; kruhový otvor)
Rayleighovo kritérium
Rayleighovo kritérium říká, že dva objekty jsou na hranici rozlišení, jestliže centrální difrakční maximum jednoho padne do prvního minima druhého. Úhlová vzdálenost objektů musí být alespoň
(Rayleighovo kritérium)
37.5. Určete intenzitu světla při Youngově pokusu, když zahrnete jev difrakce na
dvojštěrbině.
Vlny procházející dvěma štěrbinami, z nichž každá má šířku a a mezi jejichž středy je vzdálenost d, vytvářející difrakční obrazec. Jeho intenzitu I jako funkci úhlu udává vztah:
(dvojštěrbina)
1. Interferenční faktor pochází od interference světla na dvou štěrbinách, mezi nimiž je vzdálenost d.
2. Difrakční faktor charakterizuje difrakci na jedné štěrbině šířky a.
37.6. Popište difrakci světla na optické mřížce. Proč se v praxi mřížka používá?
Difrakční mřížka – je soustava „štěrbin“ používaná k rozložení vlny do složek o různých vlnových délkách tím, že oddělí a roztáhnou difrakční maxima těchto složek. Mřížku charakterizuje její disperze D a rozlišovací schopnost R: