Jaký je rozdíl mezi difrakcí s jednou štěrbinou a dvojitou štěrbinou?


Nejlepší odpověď

V difrakci s jednou štěrbinou se světlo šíří v přímce kolmé na štěrbinu. Nejsou pozorovány žádné zvláštní zajímavé jevy.

V difrakci s dvojitou štěrbinou se ale světlo při průchodu štěrbinami rozptyluje, ale světelné vlny vycházející z těchto štěrbin se vzájemně interferují a vytvářejí interferenční obrazec na obrazovce. Světlo se rozprostírá v řadě, jako v jedné štěrbině, ale zde dochází k interferenci, která vytváří oblasti konstruktivní (světlé třásně) a destruktivní (tmavé třásně) interference a velmi jasný bod ve středu obrazovky, nazývaný centrální maxima.

Takže při pohledu pouze na difrakci není žádný rozdíl mezi jednoduchou štěrbinou a dvojitou štěrbinou, protože v obou případech dochází k difrakci; ale v dvojité štěrbině existuje difrakce i interference mezi rozptýlenými paprsky.

Odpověď

V jednom smyslu velmi málo: obě jsou jednoduchou aplikací Fourierova optika . Sjednocujícím principem je, že vzor na obrazovce ve vzdálenosti je (čtverec) 2D Fourierovy transformace funkce popisující štěrbinu. Pro jednu je to funkce jednoho obdélníkového pulzu (1 přes šířku štěrbiny; 0 jinde), a pro druhou je to funkce dvojitého obdélníkového pulzu.

Zajímavé je, že můžete uvažovat dvojitý obdélníková pulzní funkce jako konvoluce jedné obdélníkové pulzní funkce s dvojitou delta funkcí Dirac . Konvoluční operace v podstatě vloží kopii první funkce všude, kde je druhá funkce nenulová, takže pokud použijete dvě funkce delta jako druhou funkci, získáte dvě dokonalé kopie.

Pak standardním výsledkem v Fourierova analýza, FT konvoluce je produktem FT funkcí.

Takže dokonale pravidelný vzor pruhů, které spojujeme s difrakcí dvojité štěrbiny, je ve skutečnosti FT funkce dvojité delty a je vynásoben nerovnoměrným vzorem funkce sinc z každé štěrbiny zvlášť:

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *