Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 91
Текст из файла (страница 91)
43. й з У1с » 6Ь, РЬП. Маб. 34, 407 (1892), 44. Е. СН о! 1, Ргос Рйчь. 5ос 80, 1269 Д962!. 45. А. Р е г а г д, Кеч. 6«ОР1. 7, 1 д928); йсишопв)')из!Пи! д'ОРВ9ие йеч. д'Ор1, бгле аписе, 10 Д935). 46. А. А. М)ей с)зал. РЬП. Мяб. 34, 291 Д892). 47. Р. Г в!! бе 11, 3. де Рйув. 19, 187, 237 ДОГ»9). 47з. Г*. А С'а и вяз, Н. 5 а й г), есбл*ргабг, !пОРПсте ча).
б, ед. Е, СУоИ.Ног1ЬНоЦапд РиЬ! Со., Ашя(егааш, 3. УМ!с) а 5апк К У., 1967, р 359. 48. Р, О г а с а и а, Кеч. д'Ор(. 35, 412 Д956). 49. С Ра Ьг у, А Р его!, Апп. СЬпп. Рйуь. 16, Н5 Д899). 50. С. Р и1ойг, Аип. де Рйуя№ие 6, 5 Д951). 51. Р. С о и п е в, Кеч, д*ОР1. 35, 37 Д956Е .!, де Раув. 19, 262 Д958). 52. А, О. Р а х, Т. 1. 1, Ве!1. ТссЬ.
3. 40, 4БЗ Д961). БЗ. О. Р. В ау д, 3. Р. Дог дои, ВсП. Тесй. 3. 40, 489 Д961). 54.С. Рп1аиг, й К!сев, Кеч дОр(, 24, 19 (!945) 55. й. Сйзййа), К й Ь.Сои(. Ха(. й 'п.б аб. Н. К и Ь и, В. А. )91)зол, Ргос РЬуз. Зас. Вбб, 745 Д950). 57. 3. С. В и г г 1 д 6 е, Н. К а Ь °, А. Р с г У, Ргос. Р1«Уь. Зас. Вбб, 963 Д953), 58 Р. С г з с о гл а, йеч. д'Ор(. 35, 317 Д9Бб); 3. й 1 п 6, СС». Е. СУ 11 с а с !г, На1пге 171, 548 Д953); 173, 991 Д951). Б9 3. Репье)!п, А. 51епде1, 2. РЬув. Р42, 21 Д955).
60. й а у! е(БЬ, РЬП МзП. 8, 2Б( Д879). 6], 5. Т о1а и ай у, Н«35 Кеяо№йап 5рсс!гикор?, Ме№иеп, Еопдоп, 1947, С1«. 9. (С, То. л а в с к и О, Спектроскоп«к высокой раярсшаншсй силы, ИЛ, !955, гл. 9.) 62.С. ГаЬгу. Н Ви«яяоп, 3 дсРЬ«ь 9, )«3?Д910). 63. Р. 3 а с 9 а)и а!, С Р а1а и г, 3. Кегй. Сеи(. Уа( йесЬ. Зс!. № 6, 91 Д943).
64. Р..1 а с 9 и)п а 1,,). Ор(. Зас А«пег. 44, 76! Д954), 65. Тгзпз. )иг. (1пгап !аг О -арсгагюл ш За1аг Ксявагс1Ь Мшсйазгег Опии Ргев», 1908, Уо) 2, р. 17. 66. Рпк. Уе«Ь. Сои». (п1. Райз е1 Мев 17, 91 Д935) 67. С. Ра Ь г у, А. Рего 1, Аип, СЫш. Рйуз 16, 289 Д399). 68. С. Н.
3 а сйзап, РЫ(. Тгапз йау. 5«к. А236, 1 Д936). 69. С. К. На г г1зоп, 3 Орг. Зас. Ашеп 36, 644 (Ь946). 70. К СС«. М е « залег, 3. ОР1 Зос. Ашег 31, 416 1194)й 71. К. СТ. Ма!аз пес, 3 Ор1 Зас Апгсг 32, 191 Д943) 72 Н. Р В а Ь с ос й, Аз(гарбуз 3. 65, 140 Д927). 73, О. !. и ш ги е г, СегЬ. Реп!зоб. Рйуз. Оея. 3, 85 ДЗО!))О. 1. и ш ш е г, Е. О е Ь г Ь с й е, Апп. д. Рйуз(й 1О, 457 ДООЗ). 74.
С. Ри1о аг. Кеч. 60р1. 24, 1! Д945). 75. С. Р и1о иг, Ксч. д'Ор1. 31, 1 Д952). 340 блкмкнты ткоенн ннтквекекнцнн н ннткрокромктгы (гл. 7 76. А. Р. Т пг пег, 3, бе РЬув. Н, 457 (1950). 77. Р. Н. 1. )в в Ь е г 8 е г, !. К 1 п 6, Ор1!са Ас(а 2, 45 (1955). 76. К. М. О г ее о! во б, С. В! 11)п 6 ! о °, А йе Р!гув. 11, 4!8 (!950. '79. Р. О ! а со в о, Р. 3 а с 9 о (п о 1, А бс Рбуз. 13, 59Л (!952) 80. Р. Ьг забег бег, .! К гак, Орг!св Лс(а 2, 42 (19755). 81. Р.
1.е от 6 а ив, А. Р. '1' от пег, 2. ОРг. бос, Лигег. 37, 983 (1947). 82, А. Р. Тог пег, .!. бе РЬув. 11, 458 (1950) 83. В. Н. В1$1гпбь, 3 ОР1. 5ос. Лгиег. 39, 634 (1949). 84. 3. В г о в ее!, Ргос. РЬ)з. 5ос. 59, 224 (1047) 85. К. К г п оь ! ! а, А Рпуз бос. Запас 8, 2$9 (1963). 86. А Н о!бел, Ргос РЬуь. 5ос 862, 405 (!949), 87, 5„Т о 1 в п в Ь у, Мо!Ыр!е.Ьеапг (игег!егоиге!гу о1 богысев апд Н!Ыв, С1агепбао Ргеы, Ох1огб, 1948.
88. 5. Т о ! в п з(гу, РЫ1. Маб. 36, 225 (1945). 89. 5. То)а избу, ВА 1. УЧ))сосн, Ргос. Коу. бос А)91, $92 (1947). 90, Чг. Ч. Н о о ь(оп, Рбу*. Кее. 29, 478 (!927); В. С Ь г с хе, Е. Е а о, 2. !есЬ. РЬузрк 6, 157 (1927). 91. 1,. С. В г а д ! е у, Н. К иЬ п, Ха!пге $62, 412 (1948). 92, 3. К, В е п о 11, С.
Р а Ь г у, А. Р с г о $, Тгаьг е! Меип Виг. 1п!. Ройз е! Мы, !5, ! (19 $3). 93. С. Ра Ьг у, Н. В и1за оп, .1. бе РЬуь О, $89 (1919). 94, Й. В а гге11, !. Е. без ге, РЫ!. Тгапь Кау бес. А238, 1 (1939). 95. Н. В а г г е 1$, Ргос. Кау. 5ос. А!86, 104 <1916) 96. 3. Е. без ге, Н. В а г ге)1, Рпг1. Ггапь. Коу. бо«.
6231, 75 (!932); А233, 143 (1934). 97. 3. Е. 5 е а г в, Ргос. Коу. бос 6186, $52 (1946) 98, Ргос. Чс~Ь. Сонг. !п! Ра)бь е! Меь 24, 2 ($964) 99. Ргос. ЧегЬ. Сонг. !гЬ Роыз с! Мев. (2), 26-8, М 30 (1958). 100. С. К. 11.им Сои!. Оеп. РоЫз е! Мев., Оао(Ыег-ЧП!агз, 1960, рр. 51, 85, гллвл з ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ДИФРАКЦИИ $8.1. Введение Переходя от общего электромагнитного поля к оптическому полю, характеризующемуся очень высокимн частотамн (короткие волны),мы нашли, что в определенных областях простая геометрическая людель распространения энергии становится неверной.
В частности, мы увиделп, что отклонений от нес нужно ожидать в пспосредстненяой близости ь границам тени н в областях, где концентрируется большое число лучей. Подобные отклонения проявляются в появлении темных и светлых линий — дифракцпонных полос. Теория дифракции занимается главным образом изучением поля в этих особых облас"гях, н естсствснно, что такие области, в которых лежит часть пространства, где образуегся оптическое изображение (область фокуса), представляют большой практический интерес. Первое упоминание о дифранционных явлениях появилось в работе Леонардо да Винчи (1452 †!5!9 гг.).
Однако впервые они были описаны детально только в кяпге Гримальди, опубликованной в 1665 г. спустя два года после его смерти. Корпускулярная теорня, которую считали в то время правильно описывающей распространение света, не могла объяснить дифракцию. Гюйгенс, впервые обосновавший волновую теорию, очевидно, не знал об открьпии !'римальди, иначе он несомненно сослался бы на него для подтверждения своей точки зрения, О возможности объяснить явления дифракцни в рамках волновой теории нигде не упоминается вплоть до !8!8 г., когда появился прекрасный мемуар Френеля (см. «Р]сторнческое оведение»), где было показано, что явление д»«фракцин можно объяснить с помощью построения Гюйгенса (см. п.
3.3.3) и применения принципа интерференции. Позднее Кирхгпф (Г882 г.) придал исследованиям Френеля строго математическое обоснование, и с этого вреи«ени началось широкое изучение дифракции *). Проблемы, оозвнкающие прп изучении дифракционных явлений, «»»носятся к наиболее трудным в оптике, и нх редко удаегся довести до строгого решения. Первое такое решение было получено только в 1896 г. Д. Зонмерфельдом, рассмотревшим важньш вопрос днфракцнн плоской волны нэ идеально проводящем полубесконечном плоском экране. С тех пор было найдено строгое решение только нескольких дифракцпонных задач, относящихся главным образом к двумерным структурам (см.
гл. 11). В болыпннстве же случаев, представляющих практический ~ нтерес, из-за математических трудностей приходится прибегать к прнблни«еш»ы»«методам, и тут теория Гюйгснса и Френеля служит чрезвычайно»«опгным орудием, позволяющим решить большинство вопросов, встречающихся в инструментальной оптике. Эта теория н пеьоторыс се приложения составляют главное содержание настоящей главы. й 8.2.
Принцип Гюйгеиса — Френеля Согласно построению Гюйгенса (см. п. 3.3.3) каясд)чо точку волне»«ого фронта можно считать центром вторичного возмущения, которое вызывает элемсптарпыс сферические волны, а волноной фронт в любой более поздний мсмеит времени — огибающей этих вала. Френель смог объяснить явление ') Без«« асане« »яаком«тво с в«горяч«скнм ра»знтнем эюгв предмета можна пазу«не» э !!].
342 (гл. 8 элгихитм таогии ассчглхции дифракции, дополнив построение Гюйгенса утверждением, что вторичные волны исстерймрируют между собой. Это сочетание построения Гюйгенса с принципом иитсрфсрешши иазьсваеши приап!шок! Гкийггиги — Фргиг:ся. Прежде чеи применить его к изучению дифракциопиых эффектов, следует проверить (с некаторымн прастымн дополнительными предполоксениями), правнлшю лн он описывает распространение саста в вакууме. Пусть 5 (рис. 8.!) — мгновенное положение сферического монохроматического волнового фронта с радиусом г„распространяющегося от то ~е шаго источника Ри допустим, что требуется определить световое возмущение в х„ Рис, В.!.
Пистрсеаие аии Френеля, точке Р. Возмущение в точке (г волвового Фронта можно представить (с точностью да периодического по времени множители ехр( — !м!)) в виде А ехр ((Ьгк),'г„где А — амплитуда иа расстоянии единицы длины от источника.
В соответствии с принципам Гюйгенса — Френеля каждый элемент волнового фронта рассматривается как центр вторичных возмущений, которые распространяются в виде элементарных сферических волн; вклад в возмушепне Л/ (Р), вносимый элементом г!5, находящимся в точке (), запишется в виде К ( ) А ехр (Ига) екр (Ык) гк к где з = (гР, К()() — комрфийигит наклона, описывающий изменение амплитуды вторичных волн в завясимости от направления, а й — угол (часто ссазываемый углом дифрикции) между нормалью и точке (г и направлением ()Р. Следуя Френелю, предположим, что К максгошльно в первоначальном направлении распространения света, т. е.
при й — О, быстро уменьшается с увелнчсивем д и равно нулю, когда сгР становится касательной к во.чиовому фронту, т. е. когда Х .: и)2; наконец, предположим, чго в точке Р сказывастси влияние только той части 5' первоначальной волны, которая нс загораживается каким-лнбо преиятствисм, иакодишимся между Р„и Р, Палому с~о!с!кое возмущение в точке Р равно Аехй(мкк) ГГ скр(мк) )( (1) Для того чтобы нычислить (1), воспользуемся так называемыми аннами Френеля.