Реферат на тему Дифракция в нашей жизни (стиль написания на уровне 9-11 класса)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 3

ГЛАВА I ПОНЯТИЕ ДИФРАКЦИИ И ТИПЫ ДИФРАКЦИИ.. 5

ГЛАВА II КАК ДИФРАКЦИЯ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ В ПОВСЕДНЕВНОЙ ЖИЗНИ   11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 16

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И
ЛИТЕРАТУРЫ.. 18

Введение:

Дифракция называется набором явлений, которые обусловлены волновой
природой света и наблюдаются при распространении в среде с резкими
неоднородностями и связаны с отклонениями от законов геометрической оптики.

Дифракция была открыта Франческо Гримальди в конце XVII в. Объяснение
явления дифракции света дано Томасом Юнгом и Огюстом Френелем, которые не
только дали описание экспериментов по наблюдению явлений интерференции и
дифракции света, но и объяснили свойство прямолинейности распространения света
с позиций волновой теории.

Дифракция, в частности, приводит к изгибу световых волн препятствий и
проникновению света в область геометрической тени.

(Например, дифракция звуковых волн) постоянно наблюдается в повседневной
жизни.

Например, звук хорошо слышен за углом дома, потому что звуковая волна
изгибает его. Чтобы наблюдать дифракцию световых волн, необходимо создать
особые условия.

Это связано с небольшой длиной световых волн. В пределе 0 законы волновой
оптики переходят к законам геометрической оптики.

Нет существенных различий между интерференционными и дифракционными
явлениями. В обоих явлениях перераспределение энергии световых волн происходит
в результате их суперпозиции.

Исторически сложилось так, что перераспределение интенсивности в
результате суперпозиции волн, возбуждаемых конечным числом дискретных
когерентных источников, обычно называют волновой интерференцией, и из-за
суперпозиции волн, возбуждаемых когерентными источниками, расположенными
непрерывно, обычно называют дифракцией.

Чтобы наблюдать дифракцию на пути световой волны, распространяющейся из
источника, был установлен непрозрачный барьер, покрывающий часть поверхности
волны. За препятствием находится экран, на котором наблюдается дифракционная
картина.

Такие явления хорошо известны для длинных волн, таких как звуковые волны
или волны на поверхности воды. В оптике это соответствует проникновению света в
область геометрической тени.

В теории волн под дифракцией они понимают целый ряд явлений в волновом
поле, которые происходят в присутствии барьеров для распространения волн.

Наконец, используя термин интерференция света, можно сказать, что
дифракция-это интерференция в ограниченных световых лучах, то есть дифракция. В
интерференции мы изгибаем несколько волн, при дифракции бесконечное множество.

Основное значение дифракции заключается в том, что она, как и
интерференция, доказывает волновую природу света. Основной смысл дифракции
заключается в том, что она ограничивает возможности концентрации света в
пространстве, устанавливает предел разрешения оптических и спектральных
приборов, влияет на формирование оптического изображения и тому подобное.

Цель работы – изучить применение дифракции в жизни.

Задачи, которые надо решить для достижения поставленной цели.

1)Изучить явление дифракции.

2)Ознакомиться с практическим применением этого явления

Заключение:

Фрагмент текста работы:

ГЛАВА I ПОНЯТИЕ
ДИФРАКЦИИ И ТИПЫ ДИФРАКЦИИ

Дифракция волны состоит в волноводных оболочках препятствий или в
отражении волны в области геометрической тени, когда она проходит через
отверстия, при условии, что линейные размеры этих препятствий на порядок или
меньше длины волны. Тип волны не имеет значения: дифракция наблюдается как для
звука, так и для света и для любых других волновых процессов.

Наблюдение дифракции световых волн возможно только тогда, когда размеры
препятствий имеют порядок 10-6 -10-7 м (для видимого света). Когда размеры щели
сравниваются по порядку длины волны, щель становится источником вторичных
сферических волн, помех, с которыми и определяется картина распределения
интенсивности для щели.

В частности, свет проникает в геометрически недоступную область. Таким
образом, в видимой области спектра нелегко наблюдать дифракцию. Для
электромагнитных волн в других диапазонах дифракция наблюдается ежедневно,
везде и везде, потому что, если бы не это явление, мы не могли бы, например,
слушать радио в замкнутых пространствах.

Согласно общепринятому определению, дифракция света, явления, наблюдаемые
при распространении света мимо острых краев непрозрачных или прозрачных тел,
через узкие отверстия.[1]

Отклонение от закона геометрической оптики. Из-за дифракции света при
освещении непрозрачных экранов точечным источником света на границе тени, где,
согласно законам геометрической оптики, должен происходить переход от тени к
свету, наблюдается ряд светлых и темных дифракционных полос.

Франческо Мария Гримальди (1618-1663), наблюдая за тенью, брошенной
нитью, обнаружила, что тень на экране шире, чем должна быть в соответствии с
законом прямого распространения света. Кроме того, с обеих сторон тени можно
было наблюдать длинные полосы. Он тот, кто владеет авторством сравнения
дифракционных явлений с камнем, брошенным в воду.

Дифракционные явления были хорошо известны еще во времена Ньютона, но их
объяснение, основанное на теории корпускулярного света, оказалось невозможным.
Первое качественное объяснение дифракционных явлений на основе волновых
представлений было дано английским ученым Юнгом.

Тем не менее, французский ученый О. Френель разработал количественную
теорию дифракционных явлений(1818). Френель заложил в основу теории принцип
Гюйгенса, дополняя его идеей интерференции вторичных волн. Принцип Гюйгенса в
его первоначальной форме позволил найти только положение волновых фронтов в
последующие моменты времени, то есть положение волновых фронтов.

По сути, это был принцип геометрической оптики. Гипотеза Гюйгенса о
оболочке вторичных волн Френеля была заменена физически четким положением,
согласно которому вторичные волны, достигающие точки наблюдения, мешают друг
другу.

Френель, используя этот принцип, исследовал различные случаи дифракции и
рассчитал расположение полос для этих случаев.

Поэтому он просмотрел прохождение света через небольшое отверстие и
определил, какое изображение должно быть видно на экране, расположенном за этим
отверстием.

Согласно его расчетам, оказывается, что темные и светлые кольца будут
видны на экране, если свет монохромный. В этом случае Френель рассчитал радиусы
этих колец в зависимости от размера апертуры, от расстояния источника света до отверстия
и расстояния апертуры до экрана, на котором видна дифракционная картина.

Френель описал другие случаи дифракции света с разных экранов и рассчитал
расположение дифракционных полос на основе теории волн. При этом все расчеты
Френеля соответствовали результатам, наблюдаемым в опыте.

До сих пор мы рассматривали дифракцию сферических волн, изучая
дифракционную картину в точке наблюдения, которая находится на дальнем
расстоянии от препятствия (дифракция Френеля). Тип дифракции, в которой
дифракционная картина образуется параллельными лучами, называется дифракцией
Фраунгофера.

Параллельные лучи появятся, если источник и экран находятся в
бесконечности. Практически используются две линзы: в фокусе одного находится
источник света, а в фокусе другого-экран.

Хотя в основном дифракция Фраунгофера ничем не отличается от дифракции
Френеля, но практически этот случай важен, поскольку этот тип дифракции
используется во многих дифракционных приборах (например, дифракционная
решетка).

Обнаружение дифракции частиц [1] Уфимцев, П.Я. Основы
физической теории дифракции / П.Я. Уфимцев. — М.: Бином. Лаборатория знаний,
2018. С 51