Глава 2. КАЧЕСТВЕННАЯ ТЕОРИЯ ДИФРАКЦИИ

1. Две стороны дифракции света

Уже в первых исследованиях свойств света, проведенных Фраунгофером, Френелем, Юнгом, Эри и другими учеными в XVIII и XIX веках, было обращено внимание на две стороны дифракции света:

1) отклонение направления распространения света от прямой линии при его встрече с границами тела;

2) образование дифракционной картины в плоскости изображения, когда световая волна конечных размеров фокусируется при помощи линз, зеркал или других средств.

Исследования, выполненные Максвеллом, Релеем, Зоммерфельдом, Марешалем и другими, позволили выявить две основные особенности процессов дифракции света, различия между которыми необходимо учитывать. Этими особенностями являются:

1) электромагнитный характер дифракции света, происходящей на границе тела, который обусловливает направление, поляризацию и амплитуду различных волн;

2) возможность использования скалярного подхода для описания свойств дифрагированных волн в процессе образования изображения, когда эти волны ограничены апертурой, а оптическая система имеет несовершенства принципиального характера или обусловленные процессом изготовления.

Кроме этого, в технических применениях оптических элементов (зеркал, линз, призм, дифракционных решеток и т. д.), используемых для образования и преобразования изображений, а также для анализа и синтеза световых волн, играют важную роль также некоторые геометрические характеристики оптики (коэффициент увеличения, уравнение линзы, дисперсия спектроскопов, разрешающая способность и т. д.).