Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Дифракция Фраунгофера

Дифракция на одной щели (дифракция в параллельных лучах).

Дифракция сферических волн – дифракция Френеля, наблюдается на конечном расстоянии от препятствия.

 

 

плоская волна с длиной волны

ъ

 

Дифракция Фраунгофера – дифракция плоских световых волн или дифракция в параллельных лучах. S и экран друг от друга. Но можно наблюдать с помощью линзы. Для непрозрачного диска (метод графического сложения амплитуд).

 

 

Пусть на щель падает плоская волна. Разобьём щель на узкие полости – зоны так, чтобы разность хода между соседними = λ/2. Тогда соседние зоны погасят друг друга и в зависимости от того, чётное или нечётное число зон поместилось в щели линзы в точке Р экрана даст тёмную или светлую полоску. Итак, если разность хода между крайними лучами , число зон будет нечётным, действие одной зоны остаётся некомпенсированным и будет наблюдаться светлая полоса.

- условие max интенсивности света, прошедшего через узкую щель.

График распределения интенсивность света Iφ в зависимости от угла sinφ падения света на экран имеет вид показанный на рисунке. Центральный максимум по интенсивности значительно превышает все остальные.

 

 

Дифракция на N щелях (дифракционная решётка).

 

Пусть на решётку падает плоская световая волна. Колебания от каждой щели являются когерентными, поскольку вторичные источники созданы одной падающей плоской волной (ее длина волны - )

b – ширина щели; а – расстояние между щелями.

 

 

Рассмотрим случай нескольких параллельных друг другу щелей шириной b, находящихся друг от друга на расстоянии a. Картина усложняется тем, что кроме дифракции от каждой щели, наблюдается ещё и интерференция пучков света от N щелей. Рассмотрим результат интерференции.

- max d – постоянная решётки

Мы знаем, если , то будет наблюдаться интерференционный максимум.

- условия max интерференции света для отдельной щели. Для решётки с N щели между двумя главными максимами расположены N – 1 добавочных min, т.е. есть ещё и N – 2 добавочных max. Эти добавочные max и min определяется теми направлениями углами φ, на каждом между лучами от соседних щелей имеется разность хода = λ/4. Такие лучи дают ослабление через одну щель (1 и 3-я, 2 и 4-я). Поэтому чем больше щелей, тем резче основные максимумы.

 

Условие добавочных минимумов, таким образом

- принимает целые значения, кроме (т.е. когда наблюдается главный максимум).

Добавочные min и max возникают из-за того, что одновременно накладывается условие интерференции от многих щелей, а распределение интенсивностей в порядках спектра – дифракционной картиной от одной щели.

При большом N и монохроматическом свете главные максимумы очень резкие. При освещении решётки белым светом в центре (φ = 0) возникает белая полоса (условие максимума для всех λ). Слева и справа от центральной белой полосы возникнут max для различных λ, т.е. возникает явление разложения падающего на диф. решетку света в спектр.

Основными характеристиками дифракционных решёток являются:

1) Постоянная решетки (d) и общее число щелей N, т.е. её длина.

2) Угловая дисперсия – характеризует степень растянутость спектра в области (вблизи) данной λ. Она тем больше, чем больше m и меньше d.

- дифференцируем это выражение

и выражаем отсюда:

3) Разрешающая сила– указывает, какие спектральные линии, с малой разностью длин волн δλ между ними, решётка ещё может разрешить.

 

 

Принято считать, что критерий Рэлея выполняется, когда основной максимум, создаваемый одной длиной волны, совпадает с первым минимумом, образованным другой длиной волны:

- 1-й добавочный min для λ1

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Дифракция от круглого непрозрачного диска | Разрешающая способность спектрального прибора
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 663; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.