Дифракция волн

В узком смысле - огибание волной препятствий, в более широком - любые нарушения первоначальной формы волнового фронта при распространении волны в среде с неоднородностями. Благодаря дифракции волны могут попадать в область геометрической тени: огибать препятствия (например, звук может быть услышан за углом дома), проникать через небольшие отверстия в экранах, создавая за экраном сложную картину волнового поля с чередующимися максимумами и минимумами излучения, и тому подобное.

Дифракционные явления практически не зависят от физической природы дифрагирующих волн и в общем случае могут быть описаны линейным волновым уравнением с соответствующими граничными условиями. Однако в такой общей постановке удаётся решить лишь простейшие задачи. В большинстве случаев используют приближённые методы, из которых наибольшее распространение получил метод, основаный на применении принципа Гюйгенса - Френеля (первоначально сформулирован голландским учёным Христианом Гюйгенсом в 1678, уточнён и дополнен француцским физиком Огюстеном Жаном Френелем в 1815 году).

Согласно этому принципу, каждый элемент волнового фронта является центром (фиктивным источником) вторичной сферической волны. Волновое поле в произвольной точке пространства можно рассматривать как результат интерференции вторичных волн, пришедших в точку наблюдения в данный момент времени.

Структура дифракции поля существенно зависит от соотношения между длиной волны и линейными размерами объекта, вызывающего Дифракцию Волн. Дифракция играет существенную роль во многих физических процессах. Так, дифракция радиоволн на сферической поверхности Земли является одной из причин приёма радиосигналов за пределами прямой видимости; дифракция на отдельных неровностях земного рельефа, на неоднородностях ионосферы вызывает изменение энергии радиосигналов в точке приёма (дифракционное усиление или замирание). На дифракции света основное действие спектральных приборов с дифракционными решётками (дифракция спектрометров); дифракция света определяет предел разрешающей способности оптических приборов (телескопов, микроскопов и других); расходимость лазерного излучения также обусловлена дифракцией на выходном отверстии лазера.

Дифракция рентгеновских лучей на кристаллических решётках даёт возможность исследовать характер кристаллической структуры. Явления дифракции имеют место и в микромире, поскольку объектам квантовой механики (электронам, нейтронам, атомам и так далее) присущи и волновые свойства. В ряде случаев дифракция электронов - вредное явление (например, дифракция аберрация в электронно-оптических системах). На дифракции микрочастиц основаны такие методы анализа атомной структуры вещества, как электронография, нейтронография.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.