Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępnościMenu skrótów klawiszowych
Logo OpenStax

Zdjęcie pokazuje serię czerwonych, koncentrycznych kręgów na czarnym tle. W środku lśni czerwona plamka.
Ilustracja 4.1 Stalowa kulka łożyska oświetlona przez laser nie rzuca ostrego, okrągłego cienia. Zamiast tego obserwowana jest seria prążków dyfrakcyjnych, z centralną plamką w środku. Efekt ten, znany jako plamka Poissona, przewidział Augustin Jean Fresnel (1788–1827) jako konsekwencję dyfrakcji fal świetlnych. Jednak, opierając się na zasadach optyki geometrycznej, argumenty przeciwko przewidywaniom Fresnela wysuwał Siméon-Denis Poisson (1781–1840). Źródło: modyfikacja pracy Poissona – Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations

Wyobraźmy sobie monochromatyczną wiązkę światła przechodzącą przez wąski otwór – szczelinę tylko nieco większą niż długość fali światła. Zamiast prostego cienia szczeliny na ekranie widać, że pojawia się obraz interferencyjny, mimo że szczelina jest tylko jedna.

W rozdziale dotyczącym interferencji widzieliśmy, że aby uzyskać interferencję, potrzebne są dwa źródła. Jak więc może powstać obraz interferencyjny, gdy mamy tylko jedną szczelinę? W rozdziale Natura światła dowiedzieliśmy się, że w związku z zasadą Huygensa możemy wyobrazić sobie czoło fali jako równoważne nieskończenie wielu punktowym źródłom fal. Tak więc fala wysyłana ze szczeliny nie może zachowywać się jak pojedyncza fala, ale jak nieskończona liczba fal ze źródeł punktowych. Fale te mogą interferować ze sobą, tworząc obraz interferencyjny przy braku drugiej szczeliny. Zjawisko to nazywa się dyfrakcją.

Innym sposobem zrozumienia tego zjawiska jest uzmysłowienie sobie, że szczelina ma małą, ale skończoną szerokość. W poprzednim rozdziale nieformalnie traktowaliśmy szczeliny jako obiekty mające położenie, lecz pozbawione rozmiaru (o rozmiarze równym zero); szerokości tych szczelin były pomijalne. Gdy szczeliny mają skończone szerokości, każdy punkt wzdłuż otworu może być traktowany jako punktowe źródło światła – fundament zasady Huygensa. Ponieważ w świecie rzeczywistym przyrządy optyczne muszą mieć otwory skończonych rozmiarów (w przeciwnym razie nie mogłoby przechodzić przez nie światło), dyfrakcja odgrywa ważną rolę w sposobie interpretowania danych wyjściowych pochodzących z tych instrumentów optycznych. Nakłada na przykład ograniczenia na naszą zdolność do rozróżniania obrazów lub obiektów. Jest to zagadnienie, o którym będziemy się uczyć w dalszej części tego rozdziału.

Cytowanie i udostępnianie

Ten podręcznik nie może być wykorzystywany do trenowania sztucznej inteligencji ani do przetwarzania przez systemy sztucznej inteligencji bez zgody OpenStax lub OpenStax Poland.

Chcesz zacytować, udostępnić albo zmodyfikować treść tej książki? Została ona wydana na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) , która wymaga od Ciebie uznania autorstwa OpenStax.

Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym, na każdym widoku strony umieść informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
Cytowanie

© 21 wrz 2022 OpenStax. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY) . Nazwa OpenStax, logo OpenStax, okładki OpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.