30. Дифракция света на дифракционной решетке.

одномерная дифракционная решетка – это система параллельных щелей равной ширине, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками. Дифракционная картина на решетке определяется как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей, т. е. в дифракционной решетке осуществляется многолучевая интерференция когерентных дифрагированных пучков света, идущих от всех щелей. Для наглядности показаны только две соседние щели и . Если ширина каждой щели равна , а ширина непрозрачных участков между щелями , то величина называется постоянной (периодом) дифракционной решетки.

31.Понятие о спектральных приборах.

Спектральными называются оптические приборы, в которых осуществляется разложение электромагнитного излучения оптического диапазона на монохроматические составляющие. Такие приборы используются для качественного и количественного исследования спектрального состава света, излучаемого, поглощаемого, отражаемого или рассеиваемого веществом.

Большинство современных спектральных приборов являются «классическими» по способу осуществления спектрального разложения излучения. В этих приборах в качестве диспергирующего элемента используется дифракционная решетка, которая осуществляет пространственное разложение излучения в спектр (по длинам волн).

«Классические» приборы можно разделить на две группы:

Монохроматоры предназначены для выделения излучения в пределах заданного спектрального интервала. Оптическая система монохроматора включает в себя входную щель, коллиматорный объектив, дифракционную решетку, фокусирующий объектив и выходную щель, которая выделяет излучение, принадлежащее узкому интервалу длин волн.

Спектрографы предназначены для одновременной регистрации относительно широкой области спектра. В отличие от монохроматоров, в фокальной плоскости фокусирующего объектива вместо выходной щели устанавливается многоэлементный приемник

Основными характеристиками спектральных приборов, определяющими их свойства и возможности, являются:

• рабочий спектральный диапазон,

• светосила и относительное отверстие,

• дисперсия и разрешающая способность,

• уровень рассеянного света,

• к омпенсация астигматизма.

32.Призматические и дифракционный спектры , их сравнения

Рассмотрим дисперсию света в призме. Пусть монохроматический пучок света падает на призму с преломляющим углом и показателем преломления под углом . После двукратного преломления луч оказывается на отклоненным от первоначального направления на угол :

+ где + и - будет равно : ,т.е угол отклонения лучей призмой тем больше, чем больше преломляющий угол призмы. Угол отклонения лучей призмы зависит от величины , а - функция длины волны, поэтому лучи разных длин волн после прохождения призмы окажутся отклоненными на разные углы.

Распределение интенсивности на экране, получаемое вследствие дифракции (дифракционный спектр)

сужение щели приводит к тому, что центральный максимум расплывается, а интенсивность уменьшается (это, естественно, относится и к другим максимумам). Наоборот, чем щель шире (а > l), тем картина ярче, но дифракционные полосы уже, а число самих полос больше. При а ≫l в центре получается резкое изображение источника света, т. е. имеет место прямолинейное распространение света.

Рассмотрим различия в дифракционном и призматическом спектрах.

1. Дифракционная решетка разлагает падающий свет непосредственно по длинам волн поэтому по измеренным углам (по направлениям соответствующих максимумов) можно вычислить длину волны. Разложение света в спектр в призме происходит по значениям показателя преломления, поэтому для определения длины волны света надо знать зависимость n = ¦(l) .

2. Составные цвета в дифракционном и призматическом спектрах располагаются различно. Из следует, что в дифракционной решетке синус угла отклонения пропорционален длине волны. Следовательно, красные лучи, имеющие большую длину волны, чем фиолетовые, отклоняются дифракционной решеткой сильнее. Призма же разлагает лучи в спектр по значениям показателя преломления, который для всех прозрачных веществ с увеличением длины волны уменьшается. Поэтому красные лучи отклоняются призмой слабее, чем фиолетовые.