22. Бір саңылаудан алынатын Фраунгофер дифракциясының максимум және минимум шартын түсіндір
жүктеу/скачать 138,16 Kb.
|
22,23,24
|
22.Бір саңылаудан алынатын Фраунгофер дифракциясының максимум және минимум шартын түсіндір Егер бөгет жарық көзінен өте алыс болса, онда сол бөгетке түсетін жарық шоғы параллель болады, өйткені шексіз қашық толқындық бетті жазық бет деп санауға болады. Егер осындай жазық жарық толқыны дифракцияланғаннан соң жарық сәулелері бұрынғыша параллель болып таралса, сондағы байқалатын жарық дифракциясы Фраунгофер дифракциясы, немесе параллель сәулелер дифракциясы деп аталады. Ені a=MN ұзын саңлауда болатын Фраунгофер дифракциясын қарастырайық.. MC және ND шоқтарының арасындағы жүру жолдарының оптикалық айырмашылығы: ∆= NF sin aφ. MN толқындық бетті Френель зоналарына бөлейік. Әр зонаның еніне ∆: λ/2 зона сәйкес келеді. Толқындық фронттың әр нүктесінің фазасы және амплитудасы біркелкі. Сондықтан көршілес Френель зоналарының тербеліс қарқындылығы нольге тең болады. Яғни:1) егер, Френель зоналарының саны тақ болса,онда: дифракциялық минимум шарты 2) егер, Френель зоналарының саны жұп болса, онда дифракциялық максимум шарты Дифракция бұл-жарықтың бөгеттерді айналып өтуі немесе жарықтың ауытқу құбылысы. Фроунгофер дифракциясы-нүктелік жарық көзінен шыққан когерентті жарық толдындар тесік дөңгелектен немесе тар саңылаудан өткен кезде пайда болады Жазық монохромат жарық толқынының ені в саңылаудағы дифракциясын қарастырайық. Ұзындығы жарық толқыны саңылау жазықтығына нормаль бағытта түссін Параллель жарық шоғы мөлдір емес Э1 экрандағы саңылаудан өтіп, сәулелердің бастапқы түсу бағытының оң және сол жағына әртүрлі бұрыштармен дифракцияға түседі. Линза Л дифракцияға түскен параллель жарық шоқтарын, оның фокус жазықтығында орналасқан Э2 экранда жинайды. Дифракцияланбаған сәулелер В0 нүктесіне, ал дифракцияға түскен сәулелер бұрышымен В нүктесіне жиналады. Саңылау жазықтығына параллель жарық шоғы нормаль түрде түскендіктен, толқын шебі (фронты) саңылау жазықтығымен бірдей болады, яғни саңылау жазықтығында толқын шебінің барлық нүктесі бірдей фазамен тербеледі. Саңылау жазықтығындағы толқын шебін саңылау шеттеріне параллель бірдей ені бар жолақтарға бөлейік. Әрбір жолақ екінші реттік жарық көзі болады. Экрандағы жарық амплитудаларын екі түрлі тәсілмен – графикалық және аналитикалық тәсілдермен шешуге болады. 2 Дифракциялық тор деп ендері бірдей, біріне-біріне параллель, бір жазықтықта орналасқан өте көп N саңылаудан тұратын жүйені айтады. Саңылау енін а, қара жолақ енін b деп белгілейік. D =а+b мәні дифракциялық тордың тұрақтысы (периоды )деп аталады. Дифракциялық тордың интенсивтігінің бас максимум шарты төмендегі өрнекпен анықталады d m sin ( m = 0, ±1, ± 2, ± 3,… ) Дифракциялық спектр- дифракциялық тордың көмегімен алынған спектр. Дифракциялық торға ақ жарық сәулесі түссе бас максимумда ақ түс пайда болады. Ал қалған -1,+1 яғни к=1 деңгейлерінде 3спектрге жіктелетінін көреміз. Яғни 3түсті сызықтар пайда болады(қызыл, жасыл, көк) Сонда интерференция, дисперсия,дифракция құбылысы болады. Ақ жарық дифракциялық торға түскенде, орталықтан басқа барлық максимумдар спектрге ыдырайды. Толқын ұзындығы (λ) неғұрлым ұзақ болса, соғұрлым центрден алысырақ k-ші максимум болады. Демек, әрбір негізгі максимумның күлгін аймағы дифракциялық суреттің ортасына, ал қызыл аймақ сыртқа қарайды. Ақ жарық призма арқылы ыдырағанда, күлгін сәулелер күштірек ауытқиды. 24.Дифракциялық тордағы көршілес екі сәуле арасында оптикалық жол айырымы. Гюйгенс–Френель принципіне сәйкес саңылау жазықтығындағы толқындық беттің әрбір нүктесі екінші реттік сфералық толқынның көзі болып табылады. Жарық когерентті болғандықтан олар интерференцияланады, олай болса кеңістікте жарық интенсивтілігінің максимумдері (жарық) мен минимумдері (күңгірт) пайда болып, дифракция суретін аламыз (жарық және күңгірт жолақтары кезектесіп отырады). Кеңістіктегі нүктеде пайда болған толқын интенсивтілігі екінші реттік жарық көзінен келген толқындардың фазалар айырмасына байланысты. Ал фазалар айырмасы φк дифракция бұрышына, λ толқын ұзындығына және а саңылау еніне байланысты. Берілген λ толқын ұзындығы мен а саңылау ені үшін максимумдер мен минимумдер мәніне сәйкес келетін φк дифракция бұрышын анықтау үшін Френельдің зоналық тәсілін қолданамыз. Бұл үшін саңылау шетін қамтитын толқын бетін, саңылау шетінен интерференция байқалатын нүктеге дейінгі оптикалық жол айырымы λ/2 тең Френель зоналарына бөлеміз. Саңылаудың екі шетінен келетін толқындардың оптикалық жол айырмасы Δ=а·sinφk. жүктеу/скачать 138,16 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|