Вопрос 53. Дифракционная решетка как спектральный прибор. Главные максимумы и интерференционные минимумы. Общая дифракционная картина от решетки.
Под дифракцией понимают комплекс явлений, возникающих при распространении волн в среде с ярко выраженной неоднородностью. Благодаря дифракции волны способны огибать препятствия и попадать в область геометрической тени. Различают дифракцию в сходящихся лучах, или дифракцию Френеля, и дифракцию в параллельных лучах, или дифракцию Фраунгофера. В последнем случае источник света и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия, вызвавшего дифракцию. Для наблюдения дифракции Фраунгофера достаточно точечный источник разместить в фокусе одной собирающей линзы, а экран- в фокальной плоскости второй собирающей линзы.
Дифракционная решетка – представляет собой ряд параллельных щелей, расположенных в одной плоскости , на одинаковых расстояниях друг от друга.
Расстояние d включает в себя прозрачный и непрозрачный промежутки называется периодом дифракционной решетки.
N – число щелей, приходящееся
на
единицу длины. N=
/d
Разность хода
A
= CF
= (a
+
b)
sin
ф = d
sin
ф.
• условие главных максимумов: d sinϕ = ±mλ (m =1,2,3,…) ,
• условие главных минимумов: asinϕ = ±mλ (m =1,2,3,…) ,
Общее число максимумов Nmax =2kmax+1
Характеристика дифракционной решетки как спектрального прибора
Угловая дисперсия
D=⌂Q\⌂λ
d cosQ ⌂Q =m⌂λ
D=⌂Q\⌂λ=\dcosQ
Где ⌂Q угловое расстояние
между спектральными линиями, отличающихся
по длине волны на
λ
Чем меньше период решетки, тем больше угловая дисперсия, и тем шире спектр на экране
2)
Вопрос 54. Спектральные характеристики дифракционной решетки. Угловая дисперсия (определение и расчет). Область дисперсии.
Характеристика дифракционной решетки как спектрального прибора
Угловая дисперсия
D=⌂Q\⌂λ
d cosQ ⌂Q =m⌂λ
D=⌂Q\⌂λ=\dcosQ
Где ⌂Q угловое расстояние между спектральными линиями, отличающихся по длине волны на λ
Чем меньше период решетки, тем больше угловая дисперсия, и тем шире спектр на экране
2)
Вопрос 55. Спектральные характеристики дифракционной решетки. Разрешающая способность (определение и вывод из критерия Рэлея).
Характеристика дифракционной решетки как спектрального прибора
Угловая дисперсия
D=⌂Q\⌂λ
d cosQ ⌂Q =m⌂λ
D=⌂Q\⌂λ=\dcosQ
Где ⌂Q угловое расстояние между спектральными линиями, отличающихся по длине волны на λ
Чем меньше период решетки, тем больше угловая дисперсия, и тем шире спектр на экране
2)
Р
азрешающая
способность дифракционной решетки.
Критерий Рэлея – изображения двух близлежащих одинаковых точечных
источников или двух близлежащих спектральных линий с равными
интенсивностями и одинаковыми симметричными
контурами разрешимы (разделены для
восприятия), если центральный максимум
дифракционной картины от одного источника
(линии) совпадает с первым минимумом
дифракционной картины от другого (рис. (а)). При
этом интенсивность "провала" между
максимумами составляет 80% интенсивности в
максимуме. Этого достаточно для разрешения линий λ1 и λ2 . Если критерий Рэлея нарушен, то наблюдается одна линия (рис. (б)).
Разрешающей способностью спектрального прибора называют
безразмерную величину R= λ\δλ, где δλ – абсолютное значение минимальной
разности длин волн двух соседних спектральных линий, при которой эти линии
регистрируются раздельно.