17. Дифракция рентгеновских лучей.

Р ентгеновские лучи представляют собой электромагнитные волны с длиной волны   10^8 – 10^10 м. Если кристаллическое тело рассматривать как совокупность параллельных атомных плоскостей, находящихся на расстоянии d 10^10 м друг от друга, то для рентгеновских лучей его можно рассматривать естественной трехмерной дифракционной решеткой. Процесс дифракции рентгеновского излучения представляется как отражение излучения от системы этих плоскостей кристаллической решетки. Дифракционные максимумы возникают в направлениях, в которых вторичные (рассеянные атомами) волны распространяются с одинаковыми фазами.

a(cos – cos₀) = h,

b(cos – cos₀) = k, (5)

c(cos – cos₀) = ,

где а, b, c – периоды кристаллической решетки по трем осям;

₀, ₀, ₀ – углы, образованные падающими лучами;

, ,  – углы, между рассеянными лучами и осями кристалла;

h, k, – (индексы Миллера). Вторичные когерентные волны, отразившись от различных атомных слоев интерферируют между собой.

Дифракционный максимум удовлетворяет условию:

2dcos =  m, (6)

где  – угол скольжения;

d – период элементарной кристаллической решетки кристалла;

m – порядок дифракционного максимума.

Дифракция рентгеновских лучей наблюдается в кристаллах, поликристаллах, аморфных телах, жидкостях и газах. Зависимость величины и пространственного распределения интенсивности рассеянного излучения от структуры и других физических характеристик образца легла в основу рентгено-структурного анализа и рентгенографии материалов.

18. Разрешающая способность дифракционной решетки. Критерий Рэлея.

19. Разрешающая способность спектральных приборов. Призма.

20. Оптическая линза

Линза- это диэлектрик

Линза имеет радиус кривизны:

,

где n абсолютный показатель преломления материала линзы; R₁ и R₂ радиусы кривизны преломляющих поверхностей линзы; F фокусное расстояние линзы.

Если n₁ = 1, то формула принимает более простой вид:

, где f расстояние от предмета до линзы; d расстояние от изображения до линзы.

На рис. 2, а показан ход лучей в собирающей линзе. На рис. 2, б показан ход лучей в рассеивающей линзе.

Угловое расстояние между двумя светящимися точечными объектами можно найти по формуле  = ₁, где ₁ – угловое расстояние двух точечных источников, даваемое идеальной линзой с диаметром объектива линзы D. Величина, обратная  – есть разрешающая способность линзы (оптической системы).

Для телескопа угловое расстояние двух точечных источников можно найти по формуле

₁ =1,22 / D,

D – диаметром объектива телескопа.

21. Аберрация света

Нелинейное распространение света.

При использовании различных оптических приборов из-за приосевых лучей возникают искажения изображений предметов на экране. Существуют несколько типов аберраций оптических систем:

а) Сферическая аберрация- возникает при получении изображений предметов с помощью линз. Края линзы сильнее преломляют лучи, чем преломление средней части линзы, что приводит к размытости изображения.

Устранение деформации: путем использования типа и количества линз можно устранить сферическую аберрацию.

б) Кома- Если через оптическую систему проходит широкий пучок лучей от светящейся точки, расположенной не на оптической оси, то на экране изображение этой точки выглядит в виде светящегося пятнышка, напоминающего кометный хвост.

Устранение деформации: Используя комбинации собирающих и рассеивающих линз, с разными показателями преломления удается устранить кому.

в) Хроматическая аберрация - Если оптическую систему освещают не монохроматическим светом, то в результате дисперсии изображении на экране будет не только размыто, но и окрашено по краям.

Устранение деформации: используют комбинации собирающих и рассеивающих линз, с разными показателями преломления для совмещения фокусов нескольких цветовых лучей.

г) Дисторсия - Нарушение геометрического подобия между предметом и его изображением на экране изза больших углов падения лучей на оптические системы. Различают два типа: подушкообразную и бочкообразную дисторсии.

д) Астигматизм- Погрешность, обусловленная неодинаковостью кривизны оптической поверхности в различных плоскостях сечения падающего светового пучка.

Устранение деформации: подбором различных радиусов кривизны преломляющих поверхностей оптической системы.