24-мавзу. Ёруғликнинг дифракцияси. Режа

§2.Гюгенс- Френель принципи.
Гюйгенс принципига биноан тўлқин етиб борган ҳар бир нуқта иккиламчи тўлқинлар учун марказ бўлиб хизмат қилади, бу тўлқинларнинг ўраб олган эгри чизиқ кейинги моментдаги тўлқин фронтининг вазиятини беради. Френел, Гюйгенс принципини иккиламчи тўлқинлар интерференцияси ҳақидаги тушунча билан тўлдирди.

Барча иккиламчи тўлқинлар, бирламчи манбадан келиб чиқиши билан умумий бўлганлиги учун когерентдир. Атроф фазодаги тўлқин жараёни иккиламчитўлқинлар интерференциясининг натижасидир.
Гюйгенс принципига биноан тўлқин ҳаракати етиб борган ҳар бир нуқта иккиламчи тўлқинлар учун марказ бўлиб хизмат қилади, бу тўлқинларнинг ўраб олган эгри чизиқ кейинги моментдаги тўлқин фронтининг вазиятини беради.



Френель - Гюйгенс принципини иккиламчи тўлқинлар интерференцияси ҳақидаги тушунча билан тўлдирди.
Френелнинг ғояси, Гюгенс принципини физик маъно билан тўлдирди. Иккиламчи тўлқинлар интерференцияланиб, “олдинга” йўналишда ўзининг тўлқин сиртларининг оғувчисида тўлқинни кейинги тарқалишини таъминлаган ҳолда бир-бирини кучайтиради. "Орқа" томонги йўналишида, аввалги тўлқин билан уларнинг интерференцияси кузатилиб, ўзаро сўндириш рўй беради ва тескари тўлқин юз бермайди.
Ёруғлик, хусусан, иккиламчи тўлқинлар ўзаро кучаядиган жойда тарқалади. Иккиламчи тўлқинларни сусаядиган жойида, биз фазонинг қоронғи қисмларини кўрамиз.
Гюйгенс–Френель принципи муҳим ғояни олдинга суради: тўлқин, ўзининг манбаидан узоқлашгандан сўнг кейинчалик “ўзининг ҳаёти билан яшайди” ва бу манбадан мутлақо боғлиқ бўлмайди.
Фазонинг янги қисимларини эгаллаб, тўлқин иккиламчи тўлқинларнинг интерференцияси туфайли яна узоқ-узоққа тарқалади.
Қандай қилиб Гюйгенс – Френель принципи дифракция ҳодисасини тушунтиради? Нега, масалан, тирқишда дифракция кузатилади?
Гап шундаки, тушувчи тўлқинни чексиз ясси тўлқин сиртидан, экран тирқиши атиги кичик нурланувчи дискни кесиб олади, ва кейинги ёруғлик майдони бутун сиртида эмас, фақат бу дискда жойлашган иккиламчи манбаларнинг тўлқин интерференцияси натижасида, кейинги ёруғ майдон ҳосил бўлади.
Табиийки, энди янги тўлқин сирти ясси бўлмайди. Нурлар йўли қийшаяди ва тўлқинлар аввалгиси билан мос тушмайдиган турли йўналишларда тарқалади. Тўлқин тирқишнинг четларини оғиб ўтиб, геометрик соя соҳасига ўтади.
Кесиб олинган ёруғ дискнинг турли нуқталари нурлатаётган иккиламчи тўлқинлар бир-бири билан интерференцияланади. Интерференция натижаси иккиламчи тўлқинлар фазаларининг фарқи билан аниқланиб, нурларнинг оғиш бурчагига боғлиқ. Натижада, интерференцион максимумлар ва минимумларни кетма-кетлиги кузатилади.

Френель, Гюйгенс принципини нафақат когерентлик ва иккиламчи тўлқинлар интерференцияси ҳақидаги муҳим ғоялар билан тўлдирди, у, ўзининг Френел зоналарини тузилишига асосланган дифракцион масалаларни ечишнинг энг машҳур усулларини ўйлаб топди.

Бирор S манбадан тарқалаётган ёруғлик тўлқин сиртининг ҳар бир элементи иккиламчи сферик тўлқиннинг манбаи бўлиб, тўлқиннинг амплитудаси r масофа ортган сари 1/r қонун бўйича камайиб боради.

Демак, тўлқин сиртининг ҳар бир dS элементидан Р нуқтага қуйидаги тўлқин келади:
,
(t + ₀) - тўлқин сирт S жойлашган ердаги тебраниш фазаси,
K=2π/λ тўлқин сони. S-сиртнинг dS жойлашган ердаги ёруғлик тебранишининг амплитудаси. k- пропорционаллик коэффициенти.