Если световая волна распространяется в пространстве, в котором имеются резкие неоднородности, например непрозрачные препятствия, отверстия в непрозрачных экранах и т.п., то первоначальное направление распространения света и распределение интенсивности светового потока изменяются.

Явления, связанные с непрямолинейностью распространения световых волн, огибанием волнами препятствий и проникновением в область геометрической тени, называются дифракцией света.

Наглядно дифракция прослеживается в том случае, когда длина падающей световой волны λ сравнима с размерами D препятствий или отверстий. Однако явление дифракции можно обнаружить и при достаточно больших размерах неоднородностей, т. е. при D >> λ, но в этом случае дифракционные явления проявляются только вблизи границ препятствий (и отверстий) в области, размеры которой сравнимы с длиной волны света, то есть очень малой.

Точное математическое описание дифракции производится с помощью уравнений Максвелла с соответствующими граничными условиями и представляет очень сложную задачу.

Однако механизм распространения света и основные качественные закономерности дифракции света могут быть установлены с помощью принципа Гюйгенса-Френеля:

– каждая точка поверхности среды, до которой в данный момент вре-

мени доходит световая волна, становится источником вторичных

волн;

– интенсивность света в какой-либо точке пространства, лежащей за

этой поверхностью, может быть рассчитана как результат интерфе-

    ренции этих вторичных волн.

 Дифракция Френеля и Фраунгофера.

Различают два случая дифракции:

1. – дифракция сферической волны на препятствии (или отверстии), расположенном на конечном расстоянии от источника света, причем точка наблюдения находится на конечном расстоянии от препятствия. Это так называемая дифракция Френеля;

2. – дифракция плоской волны, когда источник и точка наблюдения расположены на бесконечно большом расстоянии от препятствия. В этом случае лучи, падающие на препятствие, и лучи, идущие в точку наблюдения, образуют параллельные пучки. Это – дифракция Фраунгофера.

Количественный критерий, позволяющий определить, какой вид дифракции будет иметь место

где b – характерный размер объекта, на котором происходит дифракция (диаметр отверстия, радиус кривизны края препятствия и т. п.);  –

расстояние от объекта до экрана;  – длина волны света (рис. 33.1).