Дифракция параллельного пучка лучей на экране с длинной щелью. Дифракционный спектр. Условия минимумов.
Дифракция света на одной щели
Пусть
в непрерывном экране есть щель: ширина
щели
, длина щели (перпендикулярно плоскости
листа)
а
щель падают параллельные лучи света.
Для облегчения расчета считаем, что в
плоскости щели АВ амплитуды и фазы
падающих волн одинаковы.
Разобьем щель на зоны Френеля так, чтобы оптическая разность хода между лучами, идущими от соседних зон, была равна .
Если на ширине щели укладывается четное число таких зон, то в точке (побочный фокус линзы) будет наблюдаться минимум интенсивности, а если нечетное число зон, то максимум интенсивности:
–
условие минимума
интенсивности;
– условие максимума
интенсивности
Картина
будет симметричной относительно главного
фокуса точки
.
Знак плюс и минус соответствует углам,
отсчитанным в ту или иную сторону.
Интенсивность
света
Как
видно из рис. 9.5, центральный максимум
по интенсивности превосходит все
остальные.
Рассмотрим
влияние ширины щели. Т.к.
условие минимума имеет вид
отсюда
Из
этой формулы видно, что с увеличением
ширины щели b положения минимумов
сдвигаются к центру, центральный максимум
становится резче.
При уменьшении ширины щели b вся картина расширяется, расплывается, центральная полоска тоже расширяется, захватывая все большую часть экрана, а интенсивность ее уменьшается.
дифракция - это волновое явление - рассеяние света (ну, электромагнитной волны в общем случае) на препятствии. В частности на щели.
Условия максимумов Условия минимумов
Разность хода Dd = k·l, где k = 0, 1, 2... Разность хода Dd = (2k+1)·l/2
Разность фаз Df = 2·k·p Разность фаз Df = (2k+1)·p
Колебания в точке наложения волн имеют одинаковую фазу. Колебания в точке наложения волн имеют противоположную фазу.
Наблюдается усиление колебаний Наблюдается ослабление колебаний.
№31
Дифракционная решётка. Главные максимумы. Главные минимумы. Разрушающие способности. Угловая дисперсия. Формула вульфа- брэгта.
Дифракционная решётка — оптический прибор, работающий по принципу дифракции света, представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность. Первое описание явления сделал Джеймс Грегори, который использовал в качестве решётки птичьи перья.
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.
Угловая
дисперсия дифракционной решетки:
где δ. - угловое расстояние между двумя спектральными
линиями с разностью длин волн δλ, - угол дифракции, k=1,2,3...
БРЭ́ГГА — ВУ́ЛЬФА УСЛОВИЕ дифракции рентгеновских лучей в кристалле: 2dsin ql = ml, где d — расстояние между отражающими кристаллографическими плоскостями, q — угол между падающим лучом и отражающей плоскостью, l — длина волны излучения, m — целое положительное число. Установлено в 1913 У. Л. Брэггом и независимо Г. В. Вульфом. Брэгга-Вульфа условие — основа рентгеновского структурного анализа.
№32