5.Диффракция Фраунгофера на щели.

Дифракция Фраунгофера – дифракция в параллельных лучах.

Пу сть плоская монохроматическая волна падает нормально к плоскости щели. Оптическая разность хода между двумя крайними лучами, идущими от щели равна  . Разобьем волновую поверхность на зоны Френеля. Ширина каждой зоны такая, что разность хода от краев этих зона равна  .

Также все точки фронта в плоскости щели колеблются в одинаковых фазах и имеют одинаковые амплитуды.

Из рисунка следует, что при интерференции от каждой пары соседних зон Френеля, амплитуда результирующих колебаний равна нулю, т.к. они взаимно поглощаются. Значит, если число зон Френеля четное, то наблюдается дифракционный минимум, а если нечетное, то наблюдается дифракционный максимум.

6.Дифракция Фраунгофера на решетке. Дифракция рентгеновских лучей. Разрешающая сила оптических приборов.

Дифракция Фраунгофера на решетке:

  - ширина щели

 - ширина непрозрачного участка

 - постоянная решетки.

Пусть плоская монохроматическая волна падает нормально к плоскости решетки. Разности хода лучей, идущих от двух соседней щелей, для данного направления   одинаковы для всей решетки:

.

Тогда минимум определяется условием:

Условие максимума:

Также, вследствие взаимной интерференции лучей будут образовываться дополнительные минимумы.

Условие дополнительных минимумов:

Дифракция рентгеновских лучей:

Ра ссмотрим дифракцию рентгеновских лучей на прямолинейной цепочке атомов, расстояние между которыми равно  . Параллельный пучок лучей падает под углом   и рассеивается под углом  . Разность хода равна (из рисунка):

.

Условие максимального усиления:

, где 

Разрешающая сила оптических приборов:

1)Объектив

Разрешающей способностью объектива называется величина  , где   - наименьшее угловое расстояние между двумя точками, при котором они еще разрешаются оптическим прибором.

. Следовательно  .

2)Спектральный прибор

, где   - абсолютное значение минимальной разности двух соседних спектральных линий, при которой они регистрируются раздельно.

3)Дифракционная решетка

7.Дисперсия света. Электронная (элементарная) теория дисперсии.

Дисперсия – зависимость показателя преломления вещества от длины волны.

 - дисперсия вещества

В электронной теории дисперсия рассматривается как результат взаимодействия электромагнитных волн с заряженными частицами, входящими в состав вещества и совершающими вынужденные колебания в переменном электромагнитном поле волны.

. Для оптической области спектра:   и  .

Диэлектрическая проницаемость, по определению, равна:  .

Следовательно  . Из этого следует что имеет место электронная поляризация – вынужденные колебания электронов под воздействием электрической составляющей поля волны. Можно считать что вынужденные колебания совершают только внешние (оптические) электроны. Если концентрация атомов равна  , то  . Тогда

. Необходимо определить смещение электрона под действием поля волны.

Уравнение вынужденных колебаний электрона:

.

Его решение:  , где  .

Подставляя в  , получаем:

.