Примеры дифракции световых волн

Результат можно получить, расположив в кювете вместо точечных источников волн ряд неподвижных стоек, при столкновении с которыми волны, идущие от одного удаленного источника, рассеиваются. Возникающее при этом явление называется дифракцией волн. На поверхности воды за стойками волна будут распространяться также только в определенных направлениях, чередующихся с направлениями, вдоль которых поверхность воды остается в покое. Сходство наблюдаемой картины на поверхности воды со случаем одновременной работы нескольких источников воли обусловлено тем обстоятельством, что каждый элемент поверхности воды между стойками под действием приходящей волны будет создавать свою систему волн, как и каждый источник волн в первом случае. Такое же явление наблюдается, когда морские или речные волны ударяются о сваи пристани, когда световые волны проходят через мелкую сетку, а также при рассеянии рентгеновских лучей на правильной системе атомов, составляющих кристалл. Наиболее известный пример дифракции световых волн состоит в следующем. Если смотреть на далекий уличный фонарь через мелкую оконную сетку от комаров или туго натянутую марлю, то вокруг фонаря виден освещенный крест. Во всех этих случаях картина дифракции наблюдается вследствие того, что отдельные волны, прорывающиеся сквозь структуру препятствий, могут складываться друг с другом или вычитаться одна из другой.

Интересная картина возникает, когда длина волны (то есть расстояние между гребнями соседних волн) близка по своим размерам к расстоянию между стойками, поставленными на пути волн. Легко оценить это расстояние между «стойками» — атомами в твердом теле. Воспользовавшись числом Авогадро 1 и взяв, например, атомный вес меди, найдем, что один атом меди весит

Число атомов, приходящихся на ребро куба объемом 1 см3, равно по порядку величины корню кубическому из этого числа, то есть примерно 4,4×10*7. Следовательно, расстояние между ближайшими атомами равно обратной величине этого числа, то есть близко к 2,3- 108 см. Поэтому если облучить твердое тело волнами приблизительно такой длины, то можно ожидать, что в результате возникнут дифракционные эффекты. Проникающие в глубь веществ лучи, открытые Рентгеном в 1895 году, как полагали, имеют соответствующую длину волны. Если это предположение соответствовало действительности и если атомы расположены в кристаллах рядами, то при рассеянии рентгеновских лучей на кристаллах должен возникнуть интерференционный эффект. В 1912 году немецкий физик Макс фон Лауэ сделал такое предположение и с помощью своих коллег В. Фридриха и П. Книппинга вскоре подтвердил его на опыте.


Комментарии запрещены.





Статистика

Рейтинг@Mail.ru