Дәріс №3 Жарықтың интерференциясы, дифракциясы, поляризациясы
Бір саңылаудағы Фраунгофер дифракциясы
жүктеу/скачать 427 Kb.
|
Бір саңылаудағы Фраунгофер дифракциясы.Неміс физигі И. Фраунгофер (1787—1826) жазық жарық толқындарының дифракциясын немесе параллель сәулелер дифракциясын бақылады. Фраунгофер дифракциясы жарық көзі мен бақылау нүктесі бөгеттен өте алыс болғанда байқалады. Осы дифракцияны бақылау үшін нүктелік жарық көзін жинағыш линза фокусіне орналастырып, ал дифракциялық бейнені екінші жинағыш линзаның фокаль жазықтығында зерттеуге болады (ол бөгеттен кейін орналастырылады). Жазық монохромат жарық шоғы жіңішке саңылауға түссін. 7-сурет Екі шеткі сәулелердің оптикалық жолдар айырмасы (11) мұндағы F —М нүктесінен ND сәулесіне түсірілген перпендикуляр. Толқындық беттің ашық бөлігін Френель зоналарына бөлеміз. Әрбір зонаның ені осы зонаның екі шетінен алғанда оптикалық жолдар айырмасы /2-ге тең болатындай етіп алынады, яғни саңылау еніне :/2 зона сию қажет. Жарық саңылауға нормал түсетін болғандықтан, саңылау жазықтығы толқын майданымен сәйкес келеді, ендеше толқын майданының барлық нүктелері бірдей фазамен тербеледі. Саңылау жазықтығындағы екінші реттік толқындардың амплитудалары бірдей, себебі таңдап алынған бағыт бойынша Френель зоналарының көлбеулігі мен аудандары бірдей. (8)-ден саңылау еніне сәйкес келетін Френель зоналарының саны бұрышына байланысты екендігі шығады. Френель зоналарының санына екінші реттік толқындардың қосылу нәтижесі де байланысты. Көрсетілген суреттен көршілес Френель зоналарының қорытқы тербеліс амплитудаларының нөлге тең екендігі шығады, себебі олар бірін-бірі өшіреді. Сонымен Френель зоналарының саны жұп болса, онда (12) В нүктесінде дифракциялық минимум (толық қараңғылық), егер Френель зоналарының саны тақ болса, онда (13) дифракциялық максимум байқалады. Ескерте кетейік, =0 бағытына бір ғана Френель зонасы сәйкес келеді, және бұл бағытта таралатын жарық қарқындылығы жоғары, ендеше В0 нүктесінде центрлік дифракциялық максимум байқалады. 6 суреттің б-сында қарқындылықтың экранда таралуы берілген. Есептеулер центрлік және келесі максимумдар 1 : 0,047 : 0,017 : 0,0083 : .... яғни жарық энергиясының басым көпшілігі центрлік максимумға жиналғанын көрсетеді. Тәжірибелер саңылаудың енін кішірейтсек, онда центрлік максимумның жайылып, қарқындылықтың азаятынын байқаймыз. Егер саңылау кеңдеу болса, онда (а>), онда бейне жарығырақ, ал дифракциялық жолақтар тар, ал саны көп болады. а>> болғанда центрде жарық көзінің анық кескіні пайда болады, яғни жарық түзу сызық бойымен таралады. Дифракциялық максимумдардың орны толқын ұзындығына байланысты, жоғарыда қарастырылған дифракция монохромат жарықтікі. Егер саңылауды ақ жарық шоғымен жарықтандырса, онада центрлік максимум ақ жарық жолағы ретінде, ал екі жағындағы дифракциялық максимумдар боялған, себебі т-нің кез келген мәні үшін максимум шарты толқын ұзындығына байланысты әртүрлі. Оларды бір-бірінен толқын ұзындықтары бойынша бөлуге болмайды (бір саңылау арқылы). жүктеу/скачать 427 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|