Спектральний дозвіл 1

Попередня ↔ Наступна

- при

кут дифракції не залежить від

Для всіх інших порядків кут відхилення тим менше, чим менше

Ширина спектра збільшується зі збільшенням порядку дифракції. можна вимірювати

з високим ступенем точності. Дифракційна решітка використовується як диспергирующий елемент в спектральних приладах.

Кутова дисперсія:

- кутова відстань між напрямками на дві спектральні лінії, довжина хвилі в яких різниться на 1Å.

Лінійна дисперсія для лінзи з фокусною відстанню

Застосовуючи решітки з досить малим періодом і працюючи в досить (розумно!) Високих порядках дифракції, можна отримати великі кутові дисперсії і виміряти довжину хвилі з високим ступенем точності (в 1888 р була складена таблиця фраунгоферових ліній в спектрі Сонця з точністю до шостого знака) .

озможность дозволу (тобто спостереження) близьких спектральних ліній ускладнюється тим, що спектральні лінії мають кінцеву ширину.

Критерій Релея. дві спектральні лінії дозволяються, якщо для даної дифракційної решітки головний максимум для однієї довжини хвилі збігається з найближчим мінімумом для іншої.

Мірою роздільної здатності даного спектрального апарату прийнято вважати відношення довжини хвилі

, біля якої виконується вимір, до зазначеного мінімального інтервалу

(Роздільна сила).

Розглянемо дифракційну решітку.

максимуми

-го порядку для

мінімум для

в тому ж порядку дифракції:

- число интерферирующих пучків (штрихів решітки)>.

Критерій Релея (звичайно, це умовно!):

;

- роздільна здатність зростає з ростом

і при дослідженні в більш високих порядках дифракції в сучасних дифракційних решітках:

Дифракція на двовимірній структурі

По суті - дві решітки, уздовж осі

, вздовж осі

Було умова максимуму.

Стало дві умови:,

- кути, відраховані від осей

відповідно.

Світло падає по осі

. Кути між нормаллю до фронту хвилі і осями

.

У світлі, що пройшов через двовимірну решітку, максимуми будуть спостерігатися при одночасному виконанні двох умов:

умова виникнення максимумів

маємо 3 рівняння для пошуку 3 невідомих

а) Нульовий максимум в двох решітках,

- максимум в центрі решітки.

б) Перший порядок в двох решітках,

;

(Потім треба додати множення на

Величина в дужках істотно позитивна. Якщо вона 2, то умова завжди виконується при деяких

(Так воно і є, тому що

Значить, завжди будуть спостерігатися максимуми під деякими кутами до осі

, утворюють систему світлих плям.

Інтенсивність світла в цих плямах:

- повільно змінюється функція (огинає).

Головні максимуми виникають в тому випадку, якщо одночасно:

тоді

- світлові плями будуть досить яскравими і чіткими.

При висвітленні немонохроматичним світлом спостерігатимуться райдужні плями з характерним для дифракційних спектрів розподілом кольорів (фіолетовий центр, червоні краю).

Залежно від властивостей випромінювача, від дисперсії, роздільної сили і інших властивостей решіток картина дифракції, звичайно ж, змінюється, зберігаючи загальну симетрію.

Картина дифракції відображає симетрію решітки.

При хаотичному розташуванні дифракційних плям будуть спостерігатися центросімметрічни розмиті інтерференційні кільця, виникнення яких пов'язане з дифракцією світла на кожній частинці. У білому світі - райдужні концентричні кільця (наприклад, проходження світла через запилене або запотівше вікно).

Інтенсивність світла пропорційна числу частинок, а не квадрату.

Виникає можливість відрізнити регулярне розташування частинок від хаотичного.

Дифракція на просторовій структурі

Якщо показник заломлення будь-якого як завгодно малого ділянки середовища не відрізняється від показника заломлення будь-якого другогосколь завгодно малого ділянки середовища, то таке середовище є оптично однорідною. «Як завгодно малий» означає

, так як ми знаємо, що в атомному масштабі однорідності ніколи не буває. Прямолінійне поширення, відсутність дифракції, плоска хвиля залишається плоскою.

Якщо однорідність середовища порушена будь-якими включеннями, розміри яких порівнянні з довжиною хвилі, то на цих неоднорідностях повинні виникати дифракційні явища, частина світла відхилиться від свого первісного напрямку.

Такого роду явища часто зустрічаються в природі.

Поширення світла в тумані (особливо важливо в зв'язку з навігаційними завданнями);

гало, вінці, веселка (метеорологічна оптика); поширення світла в каламутній середовищі; молекулярна каламутність.

26 26 Лекція 26

Спектральний дозвіл 1

Дифракція на двовимірній структурі

Схожі статті