Физика (Оптика)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF6_4_Дифракция света_mini

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

– ослабление света (минимум). Поэтому для образования главных максимумов на экране, расположенном в фокальной плоскости линзы, необходимо, чтобы разность хода лучей была равна целому числу длин волн:

= d sin φ = kλ

где величину k принято называть порядком спектра:

k = 0, ±1, ± 2, ...

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

При k = 0 т. е. при ϕ = 0

для лучей, параллельных главной оптической оси, наблюдается центральная светлая полоса, или максимум нулевого порядка (точка 0). Два знака «±» для всех остальных значений k соответствуют максимумам, расположенным в фокальной плоскости линзы симметрично слева и справа от центральной светлой полосы.

При k = −1 (d sin φ = λ)

в точке M1 наблюдается максимум первого порядка слева (разность хода равна одной целой λ),

при k = +1

– максимум первого порядка справа в точке M′1;

при k = ±2 (d sin φ = ±2λ)

в точках M2, M′2 – максимумы второго порядка слева и справа (разность хода равна двум целым λ) и т.д.

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

Таким образом, когда на решётку падает монохроматический свет, в главной фокальной плоскости линзы наблюдается центральный яркий максимум нулевого порядка для волн, не претерпевших дифракцию; справа и слева от него симметрично располагаются главные и побочные максимумы первого, второго порядков и т.д. в виде светлых полос с постепенно ослабевающей интенсивностью.

Дифракционные максимумы – светлые полосы – параллельны штрихам решётки и разделены друг от

друга дифракционными минимумами – тёмными промежутками, в которых волны, интерферируя, подавляют друг друга.

Интенсивности главных максимумов

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

В случае, когда на решётку падает немонохроматический свет (например, белый), составляющие его волны с более короткой длиной волны λ дают максимум под меньшим углом φ, чем волны большей длины волны. Поэтому каждый максимум в этом случае представляет собой спектр, состоящий из разноцветных полос, соответствующих тем длинам волн, которые падают на решётку. Таким образом, по обе стороны от нулевого максимума располагаются спектры первого, второго порядков и т.д.; обращённые своей коротковолновой частью в сторону нулевого максимума (б).

Дифракционная решётка

(Diffraction grating)

Монохроматический (а) и немонохроматический свет (б)

The figure below shows the difference between a monochromatic and a white light spectra

(Diffraction grating)

Дифракционная решётка