26.5. Дифракція рентгенівських променів

Розглянута в § 26.4 дифракційна решітка є одномірною. Значний інтерес представляє дифракція на тривимірній (об'ємній) решітці, реалізована для рентгенівських променів. Довжина хвилі рентгенівських променів ( ) значно менша довжини хвилі видимого світла. Тому оптичні дифракційні решітки, у яких період дуже грубі для вивчення рентгенівських променів. За пропозицією М. Лауе для дослідження дифракції рентгенівських променів слід використати кристал, у якому атоми розташовані в строгому порядку, а відстань між ними порівнянна з довжиною хвилі рентгенівських променів.

Рис. 26.11

Розглянемо схематично дифракцію рентгенівських променів на кристалічній решітці (рис. 26.11).

На кристал, що складається з паралельно розташованих атомів, відстань між якими , падає паралельний пучок рентгенівських променів і відбивається дзеркально від атомів двох сусідніх рядів. Якщо різниця ходу між відбитими променями (AB+BC=2dsin) дорівнює цілому числу довжин хвиль, то в цьому напрямку спостерігається дифракційний максимум:

(26.17)

Формула (26.17) називається формулою Вульфа–Брегга і використовується, у першу чергу, для рентгеноструктурного аналізу кристалів.

27. Поляризація світла

27.1. Загальні уявлення про поляризацію світлових хвиль

Явище поляризації характерно тільки для поперечних хвиль, у яких напрямок коливань перпендикулярний напрямку поширення хвилі, і таким чином може бути виділена площина коливань (площина поляризації), що проходить через напрямок коливань і вектор швидкості хвилі.

Електромагнітні (світлові) хвилі є поперечними, однак у звичайних джерел світла, що складаються з великої кількості атомів, що випускають світлові хвилі незалежно один від одного, випромінювання складається з набору хвиль із довільними напрямками коливань світлового вектора . Світло із усілякими рівноймовірними орієнтаціями світлового вектора називається природним.

Світло, у якому напрямки коливань світлового вектора якимось чином упорядковані називається поляризованим. Розрізняють три типи поляризованого світла:

1. Частково поляризоване світло – це світло, у якого є переважна орієнтація світлового вектора;

2. Лінійно поляризоване (або плоскополяризоване) світло – це світло, у якого світловий вектор коливається в одному, строго визначеному напрямку;

3. Еліптично поляризоване світло – це світло, у якого кінець світлового вектора описує еліпс. В окремому випадку, коли світловий вектор описує коло, ми маємо справу із циркулярно поляризованим (поляризованим по колу) світлом. Якщо еліпс вироджується в пряму, то світло стає плоскополяризованим. Ці окремі випадки є результат додавання взаємно перпендикулярних коливань, розглянутих в § 21.9.

На рис. 27.1 наведені графічні позначення природного й різного видів поляризованого світла. Тут у верхньому рядку точка означає, що світло поширюється перпендикулярно площини рисунка; у нижньому рядку - світло поширюється в площині рисунка праворуч. Тут риска означає, що світловий вектор коливається в площині рисунка, а точка – перпендикулярно до цієї площини.

Рис. 27.1

а - природне світло, б - частково поляризоване світло, в –лінійно поляризоване світло, г - еліптично поляризоване світло

Надалі площину, у якій відбуваються коливання світлового вектора , будемо називати площиною поляризації (площина EOS – рис. 24.1). Помітимо, що раніше площиною поляризації називали площину коливань вектора (площина HOS), однак таке визначення виявилося невдалим і його замінили на наведене. При розгляді явища поляризації досить указати напрямок коливань світлового вектора (або, що те ж саме, площину поляризації), тому надалі площину, у якій відбуваються коливання вектора (площина HOS) розглядатися не буде.