12 зертханалық жұмыс. Тақырыбы: Дифракциялық тор көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анытау
жүктеу/скачать 22,81 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Құралдар мен керек-жарақтар
|
№ 12 зертханалық жұмыс. Тақырыбы: Дифракциялық тор көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анытау Жұмыс мақсаты: мөлдір дифракциялық тормен таныстыру, анықтау жарық көзінің спектрінің толқын ұзындығын бөлу - қыздыру шамдары Құралдар мен керек-жарақтар: 1. Мөлдір дифракциялық тор. 2. Қыздыру шамы. 3. Гониометр (бұрыштарды дәл өлшеуге арналған құрылғы). 4. Жарықтың толқын ұзындығын анықтауға арналған сызықтық қондырғы. Жарықтың дифракциясы- геометриялық оптика заңдарынан ауытқудан тұратын және жарық толқындарының толқын ұзындығына сәйкес мөлдір емес кедергілердің жанынан жарық толқындарының өтуінен туындайтын құбылыс. Дифракцияның екі түрі бар: 1. Френель дифракциясы, яғни. дифракциялық үлгі сфералық толқындық фронты бар сәулелердің дивергентті шоғымен қалыптасатындай. 2. Фраунгофер дифракциясы, яғни. дифракциялық үлгі жазық толқындық фронты бар параллель сәулелердің жүйелерімен құрылатындай. Бұл жағдайда күңгірт және ашық жолақтар түріндегі дифракциялық сурет фокустық жазықтықта сәулелерді жинайтын линзаның көмегімен ғана байқалады. Дифракциялық тордағы Фраунгофер дифракциясын қарастырайық. Дифракциялық тор - бұл ауыспалы мөлдір және мөлдір емес жолақтар салынған жалпақ мөлдір пластина. Мөлдір және мөлдір емес жолақтардың ендерінің қосындысы деп аталады тор тұрақтысы г, немесе оның кезеңі. Дифракциялық тордың элементар теориясын қарастырайық. Тор жазықтығына перпендикуляр монохроматикалық жарық шоғын бағыттайық, яғни. ұзындығының жазық монохроматикалық толқыны л. Гюйгенс-Френель принципіне сәйкес толқындық фронттың әрбір нүктесін екінші реттік толқындардың дербес көзі ретінде қарастыруға болады. Бұл дереккөздер үйлесімді. Әрбір торлы саңылау ені толқын ұзындығынан аз болған жағдайда, қайталама толқындардың нүктелік көзі сияқты әрекет етеді. Бұл жағдайда дифракциялық тор тордың ойықтарында орналасқан және барлық бағытта жарық тербелістерін шығаратын когерентті нүктелік көздердің (5) жиынтығы болып табылады. Дифракциялық торға түсетін параллель сәулелер шоғы дифракция нәтижесінде оның құрылымын өзгертеді. Тордан кейін сәулелердің бастапқы бағыттан ауытқуы 0 0-ден 90 0 оңға және солға дейін. Егер жинақтаушы линза дифракциялық тордың артына қойылса, онда линзаның фокустық жазықтығында дифракциялық заңдылық байқалуы мүмкін, ол екі процестің нәтижесі болып табылады: тордың әрбір саңылауынан жарық дифракциясы және барлық саңылаулардан көп жолды кедергі. Бұл суреттің негізгі ерекшеліктері екінші процесс арқылы анықталады. Торға жазық толқын түсетіндіктен, әртүрлі саңылаулардан шығатын бір бағыттағы сәулелердің бастапқы фазалары бірдей болады. Объектив сонымен қатар фазалық айырмашылықты енгізбейді. Демек, фазалар айырымы сәулелердің линзаға баратын жолындағы айырмашылыққа байланысты ғана жасалуы мүмкін. Жол айырмашылығы болса бсәйкес сәулелердің (яғни, екі іргелес ұяның сәйкес орналасқан нүктелерінен шығатын сәулелер) бүтін санға тең k=0,1,2,3...жарықтың толқын ұзындықтары л, яғни. pg=d×sinj=kl,онда осы бағытта өтетін кез келген сәулелердің жолындағы айырмашылық: сонымен қатар толқын ұзындығының бүтін санына тең (көбейткіш Нұяшық нөмірлерінің айырмасына тең). Сондықтан барлық сәулелер бұрышпен шығады j, шартты қанағаттандырады: (1) кедергі жасағанда, олар бір-бірін нығайтады және экранда максималды жарық байқалады. (1) теңдеу дифракциялық торларды практикалық қолдануда негізгі болып табылады. Дифракция максимумдарының орындарына сәйкес j бұрыштарын өлшей отырып, жарықтың толқын ұзындығын біле отырып, тор тұрақтысын d табуға немесе керісінше d-ті біле отырып, жарықтың толқын ұзындығын анықтауға болады. Бейнесі түскен бір сәулеге параллель (k=0, sinj =0) арқылы жасалған орталық жарық жолағында толқын ұзындығына қарамастан барлық сәулелердің әрекеттері қорытындыланады. Орталық максимумның оң және сол жағында k=±1, ±2, ±3, ±4, ... болатын жарық жолақтары бар. Олар 1-ші, 2-ші... және k-ші ретті дифракциялық максимумдар деп аталады. . (1) теңдеуіне сәйкес l әр түрлі мәндері әртүрлі j бұрыштарына сәйкес келеді (бір ретті дифракциялық максимумдарда). Сондықтан торды ақ жарықпен жарықтандырғанда линзаның фокустық жазықтығында қабаттасатын дифракциялық спектрлер қатары түзіледі. (1) теңдеуді l-ге қатысты шешіп, мынаны аламыз: Бұл өрнек жарық толқындарының ұзындықтарын есептеуге арналған негізгі есептеу формуласы болып табылады. Бұл зертханалық жұмыста гониометр мен сызықтық қондырғының көмегімен жарықтың толқын ұзындығын анықтау берілген. жүктеу/скачать 22,81 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|