20. Дифракция Фраунгофера от щели.

Дифракция Фраунгофера наблюдается в том случае, когда источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего дифракцию. Чтобы этот тип дифракции осуществить, достаточно точечный источник света поместить в фокусе собирающей линзы, а дифракционную картину исследовать в фокальной плоскости второй собирающей линзы, установленной за препятствием.

Оптическая разность хода между крайними лучами МС и ND, идущими от щели в произвольном направлении j: F — основание перпендикуляра, опущенного из точки М на луч ND. От числа зон Френеля, в свою очередь, зависит результат наложения всех вторичных волн. Если число зон Френеля четное, то

(m=1,2,3,….) и в точке В наблюдается дифракционный минимум (полная темнота), если же число зон Френеля нечетное, то (m=1,2,3,….) и наблюдается дифракционный максимум, соответствующий действию одной нескомпенсированной зоны Френеля. В направлении j=0 щель действует как одна зона Френеля, и в этом направлении свет распространяется с наибольшей интенсивностью, т. е. в точке В0 наблюдается центральный дифракционный максимум. 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.

21. Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке.

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.

Если ширина каждой щели равна а, а ширина непрозрачных участков между щелями b, то величина d=a+b называется постоянной дифракционной решетки. Очевидно, что в тех направлениях, в которых ни одна из щелей не распространяет свет, он не будет распространяться и при двух щелях, т. е. прежние минимумы интенсивности будут наблюдаться в направлениях, определяемых условием: (m=1,2,3,…)

Полная дифракционная картина, для двух щелей определяется из условий:

-главные минимумы

-дополнительные минимумы

-главные максимумы

т. е. между двумя главными максимумами располагается один дополнительный минимум. Условием главных минимумов (m=1,2,3,…)

условием главных максимумов (m=0,1,2,…)а условием дополнительных минимумов ( =1,2,…,N-1,N+1,…,2N-1,2N+1,..) Чем больше щелей N, тем большее количество световой энергии пройдет через решетку, тем больше минимумов образуется между соседними главными максимумами, тем, следовательно, более интенсивными и более острыми будут максимумы. При пропускании через решетку белого света все максимумы, кроме центрального (т=0), разложатся в спектр, фиолетовая область которого будет обращена к центру дифракционной картины, красная — наружу. Дифракционные решетки, используемые в различных областях спектра, отличаются размерами, формой, материалом поверхности, профилем штрихов и их частотой.

22. Дифракция на пространственной решетке

Простр или 3-ех мерная решётка –это простран . образования окончат эл-та ст-ры образования окончат. эл-ты стр-ры подобия по форме имеют периодич. правая располож, облад постоян . периодом, который соизмерим с длиной волны.

В качестве пространственной дифракции решётки используют кристаллические тела их неоднородн повтор. Регуляр. В з-ёх направлен.

Период решетки соизмерим с длиной волны

Рае-м // пучек монохроматических лучей падающий на кристаллическую решётку

Пусть //пучек лучей 1,2 падает под углом θ (угол между направл. падающих лучей и кристаллографических плоскостей) эти монохромат. Лучи возбуждают атомы кристалла. Решётки , кот исп-ся источником когерент волн, эти лучи интерфер. Друг с другом подобно вторичным волнам от щели дифр решётки. Дифр. Max наблюд в тех направлен в кот все определатомы плоскости волны будут нах-ся в один. Фазе эти направл удовлетв . выраж.

m=1,2,3… это выражает формула Вульфа-Брэггов

Формула Вульфа- Брэггов –основа ренгеновск. Анализа , т.е. по известной 𝞴 изм θ и mпр-ся d , по этому размеру оп-ся

Если известно d,то измерив θ и m можно определить длину волны – это основа рентгеноанализа.