дифракция света — отклонение света от прямолинейного распространения на резких неоднородностях среды
Территории Френеля
Принцип Гюйгенса — Френеля: волновая поверхность в любую секунду времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а итог их интерференции.
Чтобы отыскать амплитуду световой волны от точечного монохроматического источника света А в произвольной точке О изотропной среды, нужно источник света окружить сферой радиусом r=ct. Интерференция волны от вторичных источников, расположенных на данной поверхности, определяет амплитуду в разглядываемой точке О, т. е. нужно произвести сложение когерентных колебаний от всех вторичных источников на волновой поверхности. Так как расстояния от них до точки О разны, то колебания будут приходить в разных фазах. Мельчайшее расстояние от точки О до волновой поверхности В равняется r0. Первая территория Френеля ограничивается точками волновой поверхности, расстояния от которых до точки О равны: 
, где ? — протяженность световой волны. Вторая территория 
.
Подобно определяются границы вторых территорий. В случае, если разность хода от двух соседних территорий равна половине длины волны, то колебания от них приходят в точку О в противоположных фазах и отмечается интерференционный минимум, в случае, если разность хода равна длине волны, то отмечается интерференционный максимум.
Так, в случае, если на препятствии укладывается целое число длин волн, то они гасят друг друга и в данной точке отмечается минимум (чёрное пятно). В случае, если нечетное число полуволн, то отмечается максимум (яркое пятно).
Расчеты разрешили осознать, как свет от точечного источника, испускающего сферические волны, достигает произвольной точки О пространства.
Дифракция от разных препятствий:
a. от узкой проволочки;
b. от круглого отверстия;
c. от круглого непрозрачного экрана.
Дифракция происходит на предметах любых размеров, а не только соизмеримых с длиной волны ?. Трудности наблюдения заключаются в том, что благодаря малости длины световой волны интерференционные максимумы находятся весьма близко друг к другу, а их интенсивность скоро убывает.
Дифракция отмечается отлично на расстоянии .
В случае, если , то дифракция невидна и получается резкая тень
(d — диаметр экрана). Эти соотношения определяют границы применимости геометрической оптики. В случае, если наблюдение ведется на расстоянии ,
где d—размер предмета, то начинают проявляться волновые особенности света. На рис. продемонстрирована приблизительная зависимость результатов опыта по распространению волн в зависимости от длины размеров волны и соотношения препятствия.
Дифракционная решетка — совокупность препятствий (параллельных штрихов), аналогичных по размерам с длиной волны.
Величина d = a + b именуется постоянной (периодом) дифракционной решетки, где а — ширина щели; b — ширина непрозрачной части. Угол ? — угол отклонения световых волн благодаря дифракции. Отечественная задача — выяснить, что будет наблюдаться в произвольном направлении ? — максимум либо минимум. Оптическая разность хода Из условия максимума интерференции возьмём: . Следовательно: — формула дифракционной решетки. Величинаk — порядок дифракционного максимума
( равен 0, ± 1, ± 2 и т.д.).
Принцип Гюйгенса. Любая точка волнового фронта может рассматриваться как источник вторичных сферических волн, распространяющихся со скоростью света в данной среде; огибающая поверхность всех вторичных сферических волн (т.е. поверхность, касательная к фронтам всех вторичных волн) в любую секунду времени является новым положение волнового фронта исходной волны.
Исходя из этого принципа, легко доказать, что световые лучи в однородной среде распространяются прямолинейно.
Закон отражения волн: падающий луч, луч отраженный и перпендикуляр к отражающей поверхности лежат в одной плоскости. Угол падения равен углу отражения.
Подтверждение. (рис. 2). Разглядим два параллельных луча А1А и В1В плоской волны, падающих на поверхность MN под углом ?. Луч В1В достигнет поверхности спустя время t по окончании луча А1А. В случае, если v – скорость волны, то ВС=vt. В момент касания поверхности луча В1В вторичные волны образуют последовательность сферических поверхностей, огибающая к каким является плоскостью BD, причем AD=vt. Треугольники ABD и ABC равны по 1 показателю, следовательно угол DBA равен углу CAB, а угол DBA равен углу ?,как углы с взаимно перпендикулярными сторонами, значит угол ? равен углу ? (угол падения равен углу отражения. 2. Закон преломления волн: падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр к преломляющей поверхности лежат в одной плоскости. Отношение преломления углов и синусов падения имеется величина постоянная для данных двух сред.
Подтверждение. (рис. 3). Преломление волн позвано различием их скоростей в разных средах. Пускай на поверхность MNпадает плоская волна под углом ?. Пускай скорости распространения волн в средах 1 и 2 равны соответственно v1 и v2. Тогда к моменту, в то время, когда луч В1В достигнет преломляющей поверхности (ВС=v1t), вторичная волна от точки А распространится на расстояние v2t. Волновая поверхность- плоскость BD. Угол ? = углу ABD, как видно из рисунка: ???? ???? = ?? ?? = ?1? ?2? либо ???? ???? = ?1 ?2 = ?, где n- показатель преломления втрой