20. Дифракц решетка, дифр спектр.

Для увелич интенсив и более четк раздел цветов след воспольз не 1 щелью, а целой дифр решеткой, кот представл собой ряд парал щелей одинак шир а, раздел между собой непрозрач промеж шир b. Сумма а + b = 1 наз периодом или постоян дифракц решетки d.

Дифракц реша имеет ряд тонк парал штрихов-канавок одинак шир b на равн расстоян а др. от др. ("щели"_решётки) рис.

Кажд из парал щелей решётки дает на экране Е дифракц картину. Линза L собир парал лучи, идущ от всех щелей под углом Ф к глав опт. оси, в одну и ту же точ М фокал плоск. При парал всех щелей дифрак решётки и строгой одинаковости их разм амплит колеб, создав в точ М кажд щелью в отдельн, будут одинак.

На центр линии лучи, идущ от всех щелей, сход без дополнит разн хода, т.е. приход в одинак фазе. При этом их амплит просто складыв. Лучи, идущ от разн щелей под углом j, отлич от 0, сход в точ М, пройдя различ пути и им различ фазы колеб. Лучи, идущ от соответств точ обеих щелей им одну и ту же разн хода D = l sinj и приход в т. М со сдвигом фазы y = 2p(l sinj)/l. lsinj_k = 2kl /2 = kl, k = 0, ±1, ±2, ±3, .. - усле полож главн мах дифракц решетки.

С увелич N возраст четкость дифрак картины - увелич интенсив и уменьш, шир глав мах.

Если на дифрак реш будет падать немонохром свет, то дифр мах, для лучей разн цвета пространств разойд. Нулевой макс. (k=0) для всех длин волн будет совпад при j = 0, но уже мах 1-го порядка (k=1) будут для фиолет лучей располож ближе к центру, чем для красн. Между ними располож мах промежут цветов, и набл дифр спектр 1-го пор. Между нул и 1 пор располож практич темн зона оч слаб побочн мах. Такая же темн зона располож между красн концом спектра 1-го пор и фиолет краем спектра 2-го пор.

Благодаря узости дифр мах решетки различ цвета почти не наклад др на др. Это св-во дифр реш использ для исслед спектрал состава света, т.е. дифр реш может быть исп как спектрал прибор. Спектр дифр решетки получ тем более четким, чем больше щелей N содерж реш. Мах число наблюд дифр спектров определ из усл, чтобы sinj_k <1, т.е. k_max£ l/l,

Дифр реш им обыч от 100 до 600 щелей на мм, т.е. период l =10-2 мкм.

21. Дисперс и разреш спос-ть решетки. Основн хар-ми всякого спектрал приб явл его дисп и разреш сила. Дисп определ углов или лин расстоян между 2 спектрал лин, отлич по дл волны на ед (напр на 1 ангстрем). Разреш сила определ мин разн длин волн dl, при кот 2 лин восприним в спектре раздельно.

Углов диспер наз велич D = dj/dl, где dj - угловое расстояние между спектр, линиями, отличающимися на dl. Можно показ, что D=k/l,откуда след, что угл дисп обратно пропорц периоду реш l. Чем выше порядок спектра k, тем больше дисперсия.

рис

Лин дисп наз велич D_лин = dl¢ /dl, где dl¢ - лин расстоян на экране или на фотопласт между спектр. лин, отлич по длине на dl. Лин дисп связана с угл дисп соотнош D_лин = fD, где f - фокусн расстоян линзы, собир дифрагир лучи на экране. D_лин = fk/l,

Разрешающ силой спектрал приб наз безразмер велич R = l/dl, где dl - мин разн длин волн 2 спектрал линий, при кот эти линии восприним раздельно.

Возможность разреш (т.е. раздел восприятия) 2 близк спектрал лин завис не только от расстоян между ними (кот определ диспер приб), но также и от шир спектрал, мах. Критерий Рэлея.

Разреш сила дифракц решетки пропорц порядку спектра k и числу щелей N, т.е. R_{дифр. реш.} = kN.

Соврем дифр решетки облад довольно высок разреш силой (до 2×10⁵).