Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

opredelenie_postoyannoy_difraktsionnoy_reshetki

.docx
Скачиваний:
10
Добавлен:
07.12.2018
Размер:
257.46 Кб
Скачать
  1. Явление дифракции. Принцип Гюйгенса.

Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. Как показывает опыт, свет при определенных условиях может заходить в область геометрической тени. Если на пути параллельного светового пучка расположено круглое препятствие (круглый диск, шарик или круглое отверстие в непрозрачном экране), то на экране, расположенном на достаточно большом расстоянии от препятствия, появляется дифракционная картина – система чередующихся светлых и темных колец. Если препятствие имеет линейный характер (щель, нить, край экрана), то на экране возникает система параллельных дифракционных полос.

Гюйгенс сформулировал принцип, согласно которому каждая точка оптической среды, которой в данный момент времени достигла световая волна, представляет собой элементарный источник сферических световых волн, а волновой фронт в любой следующий момент времени представляет собой огибающую (результат сложения) волн от элементарных источников

  1. Зоны Френеля. Освещенность от первой зоны Френеля и от открытого фронта.

Зоны Френеля, которые представляют собой такие кольцевые области, что свет от любой пары соседних зон будет приходить в точку наблюдения в противофазе. Это возможно тогда, когда расстояние от краев соседних зон до точки наблюдения будут отличаться друг от друга на половину длины волны. Если между источников и экраном имеется преграда в виде отверстия, то суммарная освещенность в точке Р будет зависеть от того, четно или нечетное число зон Френеля соответствует волновому фронту, достигшему этого отверстия.

  1. Зонная пластинка. Вывод формулы.

Зонная пластинка — плоскопараллельная стеклянная пластинка с выгравированными концентрическимиокружностями, радиус которых совпадает с радиусами зон Френеля. Зонная пластинка «выключает» чётныелибо нечётные зоны Френеля, чем исключает взаимную интерференцию (погашение) от соседних зон, чтоприводит к увеличению освещённости точки наблюдения. Зонная пластинка Френеля, как и обыкновенная линза, фокусирует параллельный пучок излучения в точку — фокус. У зонной пластинки есть один основной фокус и бесконечное количество побочных фокусов. Разность хода волн от соседних открытых зон до основного фокуса равна длине волны излучения. Фокусировка осуществляется за счет того, что волны от открытых зон приходят в фазе именно в точку фокуса, где происходит их интерференция. Для того чтобы удовлетворить данному условию, необходимо, чтобы радиусы светлых колец были равны

  1. Условие дифракционного минимума освещенности на щели (его связь с теорией зон Френеля).

Если ширина b щели такова, что в направлении на ней укладывается четное число зон Френеля, то в данном направлении произойдёт взаимное гашение света, и на экране будет минимум засветки. Для того чтобы узнать, сколько зон Френеля укладывается на щели, необходимо определить разность хода двух лучей, проходящих через границы щели. Если окажется, что разность хода равна четному числу полуволн, то и зон Френеля будет четное число, что соответствует минимуму засветки экрана в данном направлении. Из рисунка видно, что упомянутая разность хода равна bsinᵠ. Поэтому условие минимума освещенности имеет вид bsin=kλ

  1. Дифракционная решётка, постоянная решётки, уравнение главных максимумов, применение дифракционных решеток.

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 постоянной (периодом) Д. р. 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.

Постоянной дифракционной решетки (d) называют расстояние, через которое происходит повтор штрихов на приборе. Величина d = a+b, где ширина прозрачных щелей (или отражающих полос) равна а, а ширина непрозрачных промежутков (или рассеивающих свет полос) b.

Условием главных максимумов для дифракционной решетки является: m- порядок спектра, λ-длина волны

Дифракционную решётку применяют в спектральных приборах, также в качестве оптических датчиков линейных и угловых перемещений (измерительные дифракционные решётки), поляризаторов и фильтров инфракрасного излучения, делителей пучков в интерферометрах и так называемых «антибликовых» очках.

  1. Условие исчезновения некоторых главных максимумов дифракционной решётки и получить формулу для подсчета полного числа главных максимумов решётки.

Это происходит в тех случаях, когда ширина щели в целое число раз отличается от расстояния между щелями. Полагая sinϕ=1, что соответствует максимальному значению левой части формулы, а, значит, и максимальному значению номера k в правой части, получим kmax= , но величина в правой части не всегда является целой (а число максимумов всегда целое), поэтому получим kmax= (умножаем на 2, так как с другой стороны от нулевого максимума имеется столько же главных максимумов)

  1. Разрешающая способность дифракционной решётки, уравнение.

…-это возможность наблюдать две близкие линии спектра раздельно.

k-номер главного максимума, N-полное число линий решётки, на которое падает излучение, - малая разность длин волн

Соседние файлы в предмете Физика