физика 38

Дифракция Френеля, Фраунгофера и геометрическая оптика определяется выражением :

Где b- ширина щели, на которую падает свет

l- расстояние от щели до экрана

если это выражение намного < 1, то наблюдается дифракция Фраунгофера

если порядка 1, то дифракция Френеля

если намного больше 1, то геометрическая оптика.

Дифракция Фраунгофера на щели ( дифракция в параллельных лучах)

- наблюдается, если источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего дифракцию.

Число зон Френеля, укладывающихся на открытой части волнового фронта, зависит от угла . от числа зон Френеля, в свою очередь, зависит результат наложения всех вторичных волн, иными словами, определяется дифракционная картина.

Дифракция Фраунгофера на щели ( условия максимумов и минимумов)

Если число зон Френеля четное, то

(m = 1, 2, 3, …), наблюдается дифракционный минимум (колебания от каждой пары соседних зон взаимно гасят друг друга)

Если число зон Френеля нечетное, то

(m = 1, 2, 3, …), наблюдается дифракционный максимум (одна зона Френеля не скомпенсирована).

В направлении =0 щель действует как одна зона Френеля, и в этом направлении свет распространяется с наибольшей интенсивностью т.е. наблюдается центральный дифракционный максимум.

Из условий максимума и минимума направления на точки экрана, где амплитуда (и интенсивность ) максимальна - и минимума -

Дифракционная решётка

Дифракционная решётка, оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа параллельных, равноотстоящих друг от друга штрихов одинаковой формы, нанесённых на плоскую или вогнутую оптическую поверхность. Таким образом, Д. р. представляет собой периодическую структуру: штрихи с определённым и постоянным для данной решётки профилем повторяются через строго одинаковый промежуток d, называется периодом Д. р. (рис.). В Д. р. происходит дифракция света. Основное свойство Д. р. — способность разлагать падающий на неё пучок света по длинам волн, т. е. в спектр, что используется в спектральных приборах. Если штрихи нанесены на плоскую поверхность, то Д. р. называются плоскими, если на вогнутую (обычно сферическую) поверхность — вогнутыми. Различают отражательные и прозрачные Д. р. У отражательных штрихи наносятся на зеркальную (обычно металлическую) поверхность и наблюдение ведётся в отражённом свете. У прозрачных штрихи наносятся на поверхность прозрачной (обычно стеклянной) пластинки (или вырезаются в виде узких щелей в непрозрачном экране) и наблюдение ведётся в проходящем свете/

Условие минимумов для решетки совпадают с условием дифракции Фраунгофера для одной из щели.

Условие главных максимумов для Д.Р. имеет вид:

- угол между первоначальным направлением света и направлением после прохождения светом решетки.

Условия главных максимумов интенсивности.

- т.е. действие одной щели будет усиливать действие другой, если

ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ

- возникновение отклонённых (дифрагированных) лучей в результате интерференции упруго рассеянных электронами вещества вторичных волн. Д. р. л. обусловлена пространственно упорядоченным расположением атомов рассеивателя и большой величиной параметра пространственной дисперсии 5*10^-21 (- длина волны рентгеновского излучения, d - характерное межатомное расстояние в веществе). Она является осн. методом исследования атомной структуры веществ

Наиб. ярко Д. р. л. выражена в кристаллах, являющихся для рентгеновских лучей естеств. трёхмерными дифракционными решётками. Дифракц. максимумы в них возникают в направлениях, в к-рых вторичные (рассеянные атомами) волны распространяются с одинаковыми фазами. Для кристаллов это условие фазировки требует удовлетворения одновременно трём условиям дифракции на одномерных дифракц. решётках:

где а, b, с - периоды решётки кристалла по трём её осям; - углы, составляемые направлением распространения падающей, а - рассеянной волнами с осями решётки кристалла; H, К и L - целые числа, пропорциональные индексам кристаллографическим системы атомных плоскостей, находящихся в отражающем положении. Ур-ния (1) (т. н. ур-ния Лауэ) можно представить в виде условия Брэгга - Вульфа. T. к. углы фиксированы, а не независимы, то система (1) обычно имеет крайне мало целочисленных решений, т. е. при рассеянии монохроматич. рентгеновского излучения на неподвижном кристалле число дифракц. максимумов мало.