Makarov Physics Suite – Wave optics / Волновая оптика

Это видео из моего модуля Wave Optics - симуляции интерференции и дифракции света на одной щели, двух щелях и дифракционной решётке. Здесь свет представлен именно как волна. Снизу на экран с прорезями приходит плоская волна, проходит через открытые щели и дальше распространяется уже от каждой из них. Волны накладываются друг на друга: там, где их фазы совпадают, они усиливаются, а там, где приходят в противофазе, гасят друг друга. Так постепенно и появляется интерференционная картина. Самое интересное, что полосы на экране здесь не нарисованы заранее по готовой формуле. В режиме Live Field программа численно решает двумерное волновое уравнение на сетке и показывает, как волна действительно проходит через щели, расходится за ними и интерферирует. Интенсивность на экране тоже измеряется из этого поля - программа некоторое время накапливает квадрат амплитуды пришедшей волны, примерно как при длительной экспозиции фотопластинки. Одновременно поверх результата остаётся аналитическое решение для дифракции Фраунгофера. Поэтому можно прямо сравнить то, что получилось из распространяющихся волн, с тем, что предсказывает формула для дальней зоны. Если экран достаточно далеко и условия близки к режиму Фраунгофера, результаты совпадают. Если геометрия начинает уходить в ближнюю зону, появляются отличия - фактически становится виден переход к дифракции Френеля. С одной щелью получается широкая дифракционная картина с центральным максимумом и более слабыми боковыми полосами. Добавляем...