Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraDifracia luminii

Principiul Huygens-FresnelConform opticii geometrice, dac un obiect opac este plasat ntre o surs punctiform de lumin i un ecran, marginile obiectului arunc pe ecran o umbr net.n zona de umbr geometric pe ecran nu cade nicio raz de lumin, iar n afara umbrei ecranul este uniform luminat

Optica geometric reprezint un model idealizat de comportare a luminiiO lam de ras este aezat ntre o surs punctiform de lumin monocromatic i un film fotograficAnaliznd umbra unei muchii a lamei se constat c la marginea umbrei o mic parte din lumin s-a curbat n jurul muchiei ptrunznd n zona umbrei geometrice care este mrginit de benzi alternative luminoase i ntunecoaseUMBRA

Ocolirea obstacolelor nsoit de apariia maximelor i minimelor la limita de separaie dintre lumin i umbra geometric reprezint fenomenul de difracie.Maximele i minimele se numesc franje de difraciePe baza principiului lui Huygens ( Orice punct de pe o suprafa de und poate fi considerat o surs de unde secundare ) se poate explica ptrunderea luminii n zona umbrei geometrice, dar nu se poate explica apariia franjelor la limita de separare dintre umbr i luminFresnel a completat principiul lui Huygens adugnd faptul c undele secundare sunt coerente i, deci aceste unde secundare interferPrincipiul lui Huygens corelat cu principiul de interferen al lui Fresnel poart numele de principiul Huygens-Fresnel

Difractie pe o margineDifractie pe un fir subtire

Difracia luminii pe o fant un fascicul laser se trimite pe o fant circular, iar pe un ecran se observ figura de difraciese observ c pata luminoas este mult mai mare dect dimensiunea fanteifenomenul apare ca i cum lumina ar ocoli marginile fanteiDifracie printr-o fant ngustDifracie printr-o fant larg

Difracia pentru diferite limi ale fanteihttp://www.youtube.com/watch?v=-mNQW5OShMA

Difracia luminii pe o fant n lumin paralelo surs de lumin S emite un fascicul de lumin divergentfasciculul paralel traverseaz un paravan prevzut cu o fant dreptunghiular suferind fenomenul de difracie ( difracie Fraunhofer )lumina difractat este focalizat pe ecran cu ajutorul lentilei L2o lentil L1 transform fasciculul divergent ntr-un fascicul paralel

Poziia maximelor de difraciediferena de drum dintre razele difractate pe marginile fantei = r2 r1 = dsincondiia de maxim a razelor difractate este: = dsin = kunghiurile i sunt foarte mici i egalesin tg, adic De unde poziia maximelor de difracie prin interferena undelor difractate de fant :k = 1,2,

Difracia Fraunhofer pe o fant circularhttp://www.youtube.com/watch?v=ijlSGeHrl7w&feature=related

Prof. Elena Rducanu, Colegiul Naional Bnean,TimioaraDistribuia intensitii luminoase n figura de difracie

Reeaua de difracieconst dintr-un numar N de fante identice, (trsturi) de aceeai lime a foarte apropiate, paralele,deprtate ntre ele de spaii opace de lime egale cu b numrul de trsturi pe unitate de lungime:distana dintre dou trsturi succesive se numete constanta reeleireelele de difracie pot fi realizate prin transmisie sau prin reflexie, dup cum liniile sunt trasate pe suprafaa unui mediu transparent (ex. sticla) sau opac.l = a + b

Difracia luminii pe o reeaM0Mun fascicul de lumin monocromatic, provenit de la sursa S, transformat ntr-un fascicul paralel de ctre lentila L1, cade sub unghiul de inciden i pe reeaua de difracie Rrazele difractate sub unghiul sut focalizate pe ecran cu ajutorul lentilei L2

Maxime de difracie12L2M0MEcran din figur diferena de drum optic ntre undele incidente este 1 = lsini, iar diferena de drum optic ntre undele difractate este 2 = lsinldiferena de drum optic ntre razele difractate de dou fante consecutive este = 1 2 (semnele corespund razelor incidente i difractate de aceeai patre a normalei i, respectiv de o parte i cealalt a normalei)k = 0, 1, 2, (k = 0)(k = 1)

Difracia luminii albeDac iluminm reeua cu lumin alb atunci pentru un k dat, diversele radiaii cu lungimi de und vor avea maximul de intensitate sub diverse unghiuri , astfel c pe ecran se va forma spectrul continuu al fasciculului incidentfigura de difracie are franja central alb, deoarece pentru acest maxim = 0 pentru toate radiaiilepentru k = 1 se obin maxime de ordinul nti, pentru k = 2 se obin maxime de odinul doi, etc.spectrele de difracie de ordine diferite sunt dispuse de ambele pri ale franjei centrale, avnd liniile cu mai mici situate mai aproape de franja central

Reeaua de difracie este un dispozitiv spectral, la fel ca prisma opticSpectroscop cu reea de difracieCompararea spectrelor 1 - reea de difracie VIAVGOR2 prisma optic ROGVAIV

Efectele optice ale difracieiCD-ul se comport ca o reea de difracie, prin reflexia luminii

Difractia luminii prin frunzele unui copacDifracia luminii n Pantheonul din Roma

Pnza de pianjenPan de pun

Privii sub diferite unghiuri aripile unui fluture

http://www.youtube.com/watch?v=F7pgnYhn6Rs http://www.youtube.com/watch?v=xYrFuAx8-Yo&feature=related