Автор James Bond задал вопрос в разделе Наука, Техника, Языки
Объясните что такое расходимость лучей? (волновая оптика) и получил лучший ответ
Ответ от Игорь Гришин[гуру]
Все очень просто - при распространении любой волны (света, звука и тп) благодаря волновым эффектам возникает явление дифракции.
На языке физики - каждый участок волнового фронта сам по себе может рассматриваться как элементарный источник вторичного излучения, который "светит" во все стороны. Кто-то, кажется Уфимцев, доказал, что в свободном пространстве диаграмма направленности такого источника описывается кардиоидой.. . то есть, в направленнии "вперед" наблюдается максимум, но часть энергии света как бы "растекается" по сторонам, в направлении от главного луча. Чем больше длина волны - тем сильнее этот эффект.
На языке математики - просмотри в Википедии статьи про дифракционные интегралы Фраунгофера и Френеля, здесь невозможно привести всю эту кухню...
Источник: Борн, Вольф "Основы оптики"
Игорь Гришин
(4304)
Классическая задачка... я не помню все эти формулы, загляни в Борна и Вольфа, в главы посвященные интерферометрам...
То, что ты нарисовал - не угол расходимости, его можно по-разному определять... и результаты, соответственно, будут разными...
Строгое определение - расходимостью светового пучка, называется угловой размер распределения его интенсивности в дальней зоне. Для цилиндрически симметричного пучка - это (по сути) угол конуса, в котором он распространяется.Здесь нужно сделать два пояснения1) Угол расходимости определяется геометрической + дифракционной составляущей расходимости.С геометрической все более менее ясно, наприме на отверстие диаметром D, падает сферическая волна кривизной R (точечный источник света на расстоянии R). Тогда после отверстия имеем конусный пучок с угловыми размерами alfa=D/R.Если пучок имеет малую геометрическую расходимость (или вообще её не имеет) , то тем не менее из-за дифракции он начнет из параллельного переходить в конусный. Только проявится все это на достаточно большом расстоянии от отверстия - в дальней зоне.2) Понятие дальней и ближней зоны - это очень просто.Пусть на отверстие в экране падает плоская волна (параллельный пучок света) . Возмем лист бумаги и рассмотрим "зайчик" после отверстия на различных расстояниях. Пока мы близко (в теории дифракции это прожекторная область) - видим четкий световой круг, только на границе тени можно увидеть световые полоски - это проявление дифракции. Будем отходить все дальше и увидим - полоски света "ползут" к центру и уже нет четкой границы свет-тень, это дифракционная картина Френеля. Отойдем дальше и увидим, что картина постоянно меняется, видим концентрические колца света, которые "наплывают" на центр. И в центре то светлое пятно, то темное. НО В КОНЦЕ КОНЦОВ мы окажемся в ДАЛЬНЕЙ ЗОНЕ (область Фраунгофера) . На достаточно больших расстояниях (L> D^2/дл. волны) вид картинки "устаканится" и перестанет менятся. Будут увеличиваться только её поперечные размеры с линейно с увеличением расстояния. Световой пучок (первоначально параллельный) сформировался в конус.