Электр жєне магнетизм
жүктеу/скачать 3,05 Mb.
|
УМК 2 часть
- Бұл бет үшін навигация:
- - дифракциялық минимум шарты
- 21. Дифракциялық тордағы Фраунгофер дифракциясы.
| Фраунгофер дифракциясы жарық көзі мен бақылау нүктесі дифракцияны тудыратын бөгеттен шексіз алыс болған жағдайда бақыланады. Параллель сәулелер шоғын әдетте нүктелік жарық көзін жинағыш линзаның фокусына орналастыру арқылы алады. Ал дифракциялық бейнені екінші жинағыш линзаны бөгеттен кейін орналастырып, экранда жинау арқылы алады.
Жазық монохромат толқынның Фраунгофер дифракциясын қандайда бір шексіз ұзын ені а=MN тең саңылаудан қарастыралық. Шеткі MC және ND сәулелері арасындағы оптикалық жол айырымы (суретке қараңыз): MN толқындық беттің ашық бөлігін саңылаудың M қабырғасына параллель етіп Френель зоналарына бөлеміз. Әр зонаның ені осы зоналардың шеттерінен есептелінген жол айырымы λ/2 тең болатындай етіп алынады, сол себепті саңылауға ∆: λ/2 зона сияды. Саңылау орналасқан жазықтықта толқындық фронттың барлық нүктелерінің фазасы мен тербеліс амплитудалары бірдей болады. Сол себепті, кез келген екі көршілес Френель зоналарынан таралған қорытқы тербеліс интенсивтілігі нольге тең болады. Осының нәтижесінде: 1) егер Френель зоналарының саны жұп болса, онда - дифракциялық минимум шарты (толық қараңғы) 2) егер Френель зоналарының саны тақ болса, онда - компенсацияланбаған бір Френель зонасының әсеріне сәйкес келетін дифракциялық максимум шарты. φ=0 бағытта саңылау бір Френель зонасы сияқты әсер етеді және бұл бағытта жарық ең үлкен интенсивтілігімен таралады – орталық дифракциялық максимум. Амплитуда максимум немесе минимум болатын бағыттарда төменгі шарттар орындалады: Дифракция нәтижесінде жарық интенсивтілігінің экранда үлестірілуі (таралуы, жіктелуі) дифракциялық спектр деп аталады. (сурет (б)). Орталық және келесі максимумдардың арасындағы қатынасы 1:0,047:0,017:0,0083:... яғни жарық энергиясының негізгі бөлігі орталық максимумда шоғырланған. Дифракциялық максимумдардың орналасуы λ - ға тәуелді. Саңылауға ақ жарық түскенде орталық максимум ақ жолақ ретінде бақыланады (φ=0 болғанда, барлық λ үшін жол айырымы нольге тең) – ол барлық толқын ұзындықтарына ортақ. Орталық максимумның екі жағында орналасқан максимумдар түрлі түсті боялады, күлгін түстен басталып қызыл түспен бітеді (себебі λкүлгін < λқызыл). 21. Дифракциялық тордағы Фраунгофер дифракциясы. Бірөлшемді дифракциялық тор – бір жазықтықта жататын және мөлдір емес аралықтармен бөлінген ені бірдей өзара параллель орналасқан саңылаулар жиыны. Әр саңылаудың дифракциялық спектрінде жарық интенсивтілігінің үлесуі (таралуы) дифракцияланған сәулелер мен дифракциялық бейненің бағытымен анықталады. Ал әр саңылау арқылы пайда болған дифракциялық бейне бірдей болады. Қорытқы дифракциялық бейне – барлық саңылаулардан таралатын толқындардың өзара интерференциялануының нәтижесі. Дифракциялық торда барлық саңылаулардан шыққан когерентті дифракцияланған жарық шоғының көпсәулелі интерференциясы байқалады. Егер а - әр саңылаудың ені болса, b – саңылаулар арасындағы мөлдір емес бөлігінің ені болса, онда d=a+b шамасы дифрациялық тордың тұрақтысы (периоды) деп аталады. N 0 - бірлік ұзындыққа келетін саңылаулар саны. Екі көршілес саңылаулардан шыққан сәулелердің жол айырымдары ∆ берілген φ бағытында дифракциялық тордың бойында бірдей болады: Ал саңылаулардың біреуі де жарық таратпайтын бағыттарда, жарық екі саңылаудан да тарамайды, яғни интенсивтіліктің бұрынғы (негізгі немесе бас) минимумдары бағытында бақыланады. Бұдан басқа екі көршілес саңылаулардан шыққан жарық сәулелерінің шартымен анықталатын бағытта өзара интерференциялану нәтижесінде екі сәуле бір-бірін жояды - осының салдарынан қосымша минимумдар пайда болады. Керісінше, егер бір саңылаудың әсері екінші саңылаудың әсерін күшейтсе, онда шарты орындалады – негізгі максимумдар шарты. Жалпы жағдайда, егер дифракциялық торда N саңылау болса, онда: жүктеу/скачать 3,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|