Дифракциялық тордың дисперсиясы және ажырату қабілеті

Жалпы спектрлік құралдың оның ішінде дифракциялық тордың да бұрыштық дисперсиясы «D» деп толқын ұзындықтары λ және λ+∆λ екі сәулелерінің бұрылу бұрыштарының айырмасының ∆ϕ, олардың толқын ұзындықтарының (∆λ) айырмасына қатынасын айтады.

D= немесе D= (1)

Сонымен дифракцилық тордың бұрышының дисперсиясы дегеніміз бұрылу бұрышының жарық толқыны ұзындығы бойынша алынған туындысы болады. Сонда (1) теңдеуді «λ» және «ϕ» бойынша дифференциалдасақ, тордың бұрыштық дисперсиясы мынаған тең болады.

D= (2) яғни тордың дисперсиясы спектрдің реттік санына тура пропорционал. Егер (ϕ=0) болса, онда ( )= (3) яғни тордың бұрыштық дисперсиясы тұрақты болады. Сондықтан дифракциялық спектрдің барлық бөліктерінің созылу бірдей болады. Мысалы, призма көмегімен алынған спектрдің өзын толқындық бөлігінен гөрі қысқа толқындық бөлігі едәуір созылыңқы болады.

Дифракциялық тордың екінші сипаттамасы оның ажырату қабілеті. Ажырату қабілеті деп толқын ұзындықтарының айырмасы өте аз, екі сызықтарды ажыратып бақылау мүмкіндіктері айтылады. Егер қатар орналасқан екі сызықтық толқын ұзындықтары айырымы ∆λ=λ₂-λ₁ болса, онда ажырату қабілеті r= (4) Мұнда λ= (5) Тордың ажырату қабілеті оның саңылау санына тура пропорционал r=kN= (6)

Релей шарты бойынша егер бірінші сызықтық бас максимумы екінші сызықтық бас максимумына ең жақын минимумының үстіне дәл келсе, онда сызықтарды ажыратып көруге болады. Релей шарты бойынша min ординатасы екі сызықтық max ординатаның 0,5-нен артық болмаса сызықтар ажыратылған болады.

Дифракциялық тордың сызықтық дисперсиясы деп мына шаманы айтады

=F (7) = (8)

Мұндағы F-спектрді экранға проекциялайтын линзаның фокус қашықтығы. Дифракциялың тордың ұзындығы L=dN (9)

d-тордың периоды (тордың тұрақтысы), N-тордың барлық саңылауларының саны. Дифракциялық тор бетіне жарық нормаль бағытында түскенде бас максимум өрнегі :

d (10) k=0,1,2,3 d (тор) тұрақтысы. Егер торға жарық шоқтары бір «α» бұрыш жасай түссе, онда мына қатынас орынды d( (11)

Қорытынды

Жарық дифракциясы — жарықтың толқындық қасиетін дәлелдейтін негізгі құбылыстардың бірі. Жарық дифракциясы болуы үшін жарық түскен дененің айқын шекарасы болуы тиіс. Дифракция жарыққа ғана тән емес, басқа да толқындық процестерде де байқалады. Жарық дифракциясы кезінде жарықтың түзу сызық бойымен таралу заңы, яғни геометриялық оптиканың негізгі заңдары бұзылады. Жарық толқындарының ұзындығы өте аз болғандықтан қалыпты жағдайда жарық дифракциясы байқалмайды. Френель жарық дифракциясын екінші реттік толқындардың интерференциялану нәтижесі деп тұжырымдады. Нүктелік жарық көзінен шыққан жарық, күңгірт экранның кішкене дөңгелек саңылауынан немесе күңгірт дөңгелек экранның шетінен өткенде, концентрлі шеңбер тәрізді дифракциялық жолақтар пайда болды. Егер саңылаудан өткен аймақтар саны жұп болса, онда дифракциялық бейненің центрінде қараңғы дақ , ал тақ болса — жарық дақ көрінеді. Дифракциялық жолақтардың арасы жарықтың толқын ұзындығына байланысты анықталады.