Дифракция на круглом отверстии

Сферическая волна, распространяющаяся из точечного источника S, встречает на своем пути экран с круглым отверстием. Дифракционную картину наблюдаем на экране (Э) в точке М, лежащей на линии, соединяющей S с центром отверстия (рис.26.3).

Экран параллелен плоскости отверстия и находится от него на расстоянии r. Вид дифракционной картины зависит от числа зон Френеля, укладывающихся в отверстии. Для точки М, согласно методу зон Френеля (см. формулы (26.2) и (26.3)), амплитуда результирующего колебания

где знак плюс соответствует нечетным т и минус – четным т.

Когда отверстие открывает нечетное число зон Френеля, то амплитуда (интенсивность) в точке М будет больше, чем при свободном распространении волны, если нечетное, то амплитуда (интенсивность) будет равна нулю. Если в отверстии укладывается одна зона Френеля, то в точке М амплитуда , т.е. вдвое больше, чем в отсутствие непрозрачного экрана с отверстием (интенсивность света больше соответственно в четыре раза). Если в отверстии укладываются две зоны Френеля, то их действия в точке М практически уничтожают друг друга из-за интерференции. Таким образом, дифракционная картина от круглого отверстия вблизи точки М будет иметь вид чередующихся темных и светлых колец с центрами в точке М (если т – четное, то в центре будет темное кольцо, если т – нечетное – светлое кольцо), причем интенсивность максимумов убывает с расстоянием от центра картины.

Если отверстие освещается не монохроматическим, а белым светом, то кольца окрашены.