Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) Кафедра физики РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА ПРИ ДИФРАКЦИИ НА КРУГЛОМ ОТВЕРСТИИ Пояснительная записка к курсовому проекту по физике ФЭТ КП.2.345. 001 ПЗ Студент гр. Руководитель проекта СОДЕРЖАНИЕ Введение 4 Теория явления 5 Постановка задачи 6 Математическая модель 7 Решение, анализ результатов 9 Выводы 13 Заключение 14 Список литературы 15 Приложение 1. ВВЕДЕНИЕ Еще в XV веке Леонардо да Винчи упоминал в своей работе о дифракционных явлениях, но только в XVII веке Гримальди подробно описал эти явления в своей книге. В то время самой правильной теорией описывающей распространение света считали корпускулярную теорию.
Однако она не могла объяснить дифракцию. Точка зрения Гюйгенса, который впервые обосновал волновую теорию, совпадает с открытием Гримальди, хотя он, очевидно, не был знаком с его работами, выводя свою теорию.
До 1818 года возможности волновой теории не позволяли объяснять явление дифракции. Однако в 1818 году Френель, исследование которого основывалось на волновой теории и состояло в синтезе идеи Гюйгенса о построении волнового фронта как огибающей сферических волн и принципа интерференции Юнга, объяснил не только “прямолинейность” распространения света, но и небольшие отклонения от “прямолинейности”, т.е. явления дифракции.
Его труды были изданы в виде мемуаров, а в 1882 году исследованиям Френеля были даны строгие математические обоснования Кирхгофом. Таким образом, явление дифракции стало широко изучаться многими учеными. Целью данного курсового проекта является изучение функции распределения интенсивности света при дифракции от круглого отверстия. 2.
Теория явления Дифракция – это совокупность явлений, наблюдаемых при распространении света в среде с резкими неоднородностями.
Общая схема явления дифракции представлена на рис.1. Схема дифракции света на круглом отверстии 1 – пучок падающего света, 2 – непрозрачная преграда, 3 – круглое отверстие, 4 – луч, дифрагированный под углом ц, 5 – экран. Рис.3.
Постановка задачи Цель данного курсового проекта нахождение и исследование функции распределения интенсивности света при дифракции от круглого отверстия. Её зависимость от длины волны источника света, от радиуса круглого отверстия, от координаты исследуемой точки на экране.
Данная задача решается при помощи использования функций Бесселя. 4.
(4.2) Из определения полярных координат следует: щ = Запишем интеграл,... 6. Выводы В данном курсовом проекте была изучена функция распределения ин... . приложения представлено семейство характеристик, описывающих конкретны...
Заключение Поставленная задача была решена, используя классические методы расчета, основанные на хорошо зарекомендовавших себя функциях Бесселя.
Случай дифракции параллельных световых волн на круглом отверстии имеет большое практическое значение, поскольку все оправы линз и объективов имеют обычно круглую форму, так что при расчете любого оптического инструмента приходится принимать в расчет дифракцию света на оправах линз.
Список литературы 1. Борн М Вольф Э. Основы оптики. –М.: Наука, 1970. – 856 с. 2. Ландсберг Г.С. Оптика. –М.: Наука, 1976. – 928 с. 3. Орловская Л.В. Изучение дифракции лазерного излучения от круглого отверстия. –Томск, 1985. – 10 с. (Ротапринт ТИАСУРа).
Приложение 1 Уменьшенный график функции Рис.1. Дифракция Фраунгофера на круглом отверстии. Рис.2 Увеличенный график функции, начинающийся с первого минимума.
Рис.3. Семейство характеристик при различных длинах волн. Рис.4 Семейство характеристик при различных радиусах отверстий.