Nhiễu xạ sóng

27

công đang được thực hiện để di chuyển các điện tích dọc theo mạch điện, đặc biệt là biểu hiện ở việc làm nóng dây dẫn. Năng lượng trên một đơn vị điện tích đi qua mạch được gọi là suất điện động của nguồn.

Trong các nguồn khác, các quá trình khác xảy ra, các lực khác hoạt động, nhưng vai trò của chúng luôn giống như khi chúng ta xem xét nguyên tố Volta.

Nhiễu xạ sóng

Nhiễu xạ là sự bẻ cong của sóng biến đổi, sự xâm nhập của chúng vào vùng bóng hình học. Đây là một trong những đặc điểm của hiện tượng sóng có tính chất bất kỳ.

Nhiễu xạ đặc biệt đáng chú ý khi kích thước của sự biến đổi tương đương với bước sóng. Ví dụ, sóng âm có chiều dài hàng mét và nhiễu xạ của chúng rất dễ phát hiện - âm thanh có thể được nghe thấy từ xung quanh một góc. Nhưng ánh sáng có bước sóng chỉ bằng một phần micromet và trong điều kiện bình thường rất khó quan sát được sự nhiễu xạ của ánh sáng. Trong một thời gian dài người ta thậm chí còn tin rằng ánh sáng luôn truyền theo đường thẳng.

Hiện tượng nhiễu xạ sóng định tính được giải thích bằng nguyên lý Huygen (Vật lý 10, § 38). Lý thuyết nhiễu xạ ánh sáng đầu tiên được phát triển bởi kỹ sư người Pháp Augustin Fresnell. Năm 1818, ông đã gửi Metoir về nhiễu xạ ánh sáng của mình tới một cuộc thi do Viện Hàn lâm Khoa học Paris công bố. Năm sau, cuốn hồi ký này đã được trao giải và sau đó được xuất bản trong kỷ yếu của Học viện.

Trong số các thành viên của ủy ban được giao nhiệm vụ xem xét hồi ký của Fresnell có nhà khoa học nổi tiếng S. Poisson. Dựa trên lý thuyết của Fresnel, Poisson tiếp tục tính toán cho hai trường hợp nhiễu xạ cụ thể ở các phép biến đổi khác nhau, không được Fresnel phân tích và thu được kết quả nghịch lý. Trong trường hợp đầu tiên, phép tính cho thấy rằng ở trung tâm của bóng hình học từ một quả bóng nhỏ đặt trên đường đi của ánh sáng, cần quan sát thấy một điểm sáng. Trong trường hợp thứ hai, hóa ra là sau khi ánh sáng đi qua vòng chịu trách nhiệm, một điểm tối có thể xuất hiện ở trung tâm của hình ảnh nhiễu xạ. Các tính toán của Poisson được coi là bằng chứng cho tính sai lầm của lý thuyết Fresnell. Tuy nhiên, các thí nghiệm tương ứng đã xác nhận nhiều hơn tất cả các kết luận của lý thuyết Fresnel. Thực tế này đóng một vai trò quan trọng trong sự khởi đầu của sự công nhận rộng rãi về bản chất sóng của ánh sáng.

Chúng ta cũng hãy hiểu hiện tượng nhiễu xạ chi tiết hơn. Hãy xem xét sự nhiễu xạ ánh sáng trên một mặt phẳng tròn. Tại hình 1, cung ABC hiển thị mặt trước của sóng phát ra từ nguồn sáng chính xác S, tại thời điểm sóng đạt đến mức biến đổi. Theo nguyên lý Huygen, mỗi điểm của mặt trước là nguồn của sóng thứ cấp và sự giao thoa của chúng, theo lý thuyết của Frenell, giải thích mô hình nhiễu xạ trên màn hình E..

Để tính kết quả giao thoa của sóng thứ cấp, ví dụ tại điểm D ở giữa màn hình, chúng tôi áp dụng phương pháp do Fresnel đề xuất. Thể tích của mặt trước sóng được chia thành các vùng (vùng Fresnell) theo nguyên tắc này: sự chênh lệch khoảng cách từ các điểm cực trị của mỗi vùng đến màn hình phải chênh lệch đúng bằng một nửa bước sóng ánh sáng:

$$AD - KD = KD - LD = LD - MD = MD - BD = \lambda/2.$$

Tại sao họ làm điều này? Điều này cho phép bạn tận dụng được đặc tính nổi tiếng: các sóng có sự khác biệt về