Физика (Оптика)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF6_4_Дифракция света_mini

Дифракция на двух щелях красного лазера

Дифракция на двух и пяти щелях

Распределение интенсивности при дифракции

Литература

Нордлинг К., Остерман Д. Справочник по физике для учёного и инженера / Перевод с англ. А.В.

Бармасова. – СПб.: БХВ-Петербург, 2011. – С.63-71, 273-301.

6.4.4. Дифракционная решшёткаётка

Дифракционная решётка – это оптический прибор,

представляющий собой периодическую структуру из большого числа регулярно расположенных элементов, на которых происходит дифракция света (например, совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (канавок, щелей, выступов), нанесённых на плоскую или вогнутую оптическую поверхность).

Дифракционные решётки бывают двух типов – прозрачные и отражательные. В зависимости от профиля штриха они могут концентрировать излучение в определённом направлении.

Расстояние между соответствующими точками соседних щелей называется периодом решётки d.

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

Дифракционная решётка – это прибор, с помощью которого можно получить оптический спектр, используя явления дифракции и интерференции света.

Дифракционная решётка представляет собой ряд узких параллельных щелей одинаковой ширины a, разделённых между собой непрозрачными промежутками шириной b.

Сумма (a + b) называется периодом или

постоянной d дифракционной решётки.

Устройство дифракционной решётки

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

Рассмотрим сначала дифракцию на решётке от монохроматического света, т. е. света с определённой длиной волны (λ = const).

Пусть плоская монохроматическая волна падает нормально на решётку Д. Фронт волны АВ доходит до щелей решётки одновременно и, в соответствии с принципом Гюйгенса– Френеля, все щели решётки излучают когерентные волны, распространяющиеся под всеми углами.

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

Линза L собирает дифрагированные волны в своей фокальной плоскости F. Поскольку эти волны когерентны, то в фокальной плоскости наблюдается устойчивая во времени (стабильная) интерференционная картина.

Всю совокупность лучей, падающих на линзу L, можно разделить на параллельные пучки, состоящие из лучей, вышедших из каждой щели под определённым углом (например, φ1, φ2 и т.д.). Каждый пучок собирается в фокальной плоскости линзы (точки М1, М2 и т.д.). Поскольку все щели находятся друг от друга на одинаковом расстоянии, то разности хода волн, идущих от соседних щелей под углом φ, одинаковы для всей дифракционной решётки. Величина этой разности хода равна:

= d sin φ

Дифракционная решётка и собирающая линза