Зертханалық жұмыс№72 Тақырыбы: Жарық дифракциясы құбылысын зерделеу. Пәні
Жарықтың кішкене дөңгелек саңылаудан өткенде дифракцияға ұшырауы
жүктеу/скачать 38,83 Kb.
|
| Жарықтың кішкене дөңгелек саңылаудан өткенде дифракцияға ұшырауы
Мысалы, S нүктелік жарық көзінен таралатын монохроматты сфералық толқынды қарастырайық. Оның жолында дөңгелек саңылауы бар экран орналасқан (3.6 сурет). Дифракциялық кескін S саңылауының центрінен өтетін түзудің бойында жатқан B нүктесінде бақыланады. Экран саңылаудан b қашықтықта орналасқан және оған паралель. Дифракциялық кескіннің түрі саңылау жазықтығындағы толқындық беттің ашық бөліктеріне сыйған Френель зоналарының санына тәуелді. B нүктесіндегі әсер ететін Френель зоналар сандарының жұп немесе тақ болуы саңылау өлшемі мен толқынның ұзындығына байланысты. 3.6-сурет B нүктесінде барлық зоналар қоздырған қорытқы амплитудасы A=A1/2Am/2 , (1) Мұндағы қосу таңбасы тақ m-ге , ал алу – жұп m- ге сәйкес. (1) және Am=(Am-1+Am+1)/2 ескерілді Егер саңылаудың ауданына сыйған Френель зоналардың саны тақ болса, B нүктесінде максимум, ал егер жұп болса, минимум бақыланады. Тесікке бір ғана зона сиятын болса, онда B нүктедеинтенсивтілік максималь болады. Шынында, берілген жағдайда қорытқы тербелістің амплитудасы A=A1, яғни саңылаулы мөлдір емес экран болмаған жағдайдан 2 есе артық. Егер тесікке екі зона ғана сыйса, онда B нүктедегі интенсивтілік өте әлсіз болады. Экранның осьтен тыс бөліктерінде қорытқы тербелістердің амплитудасын есептеу күрделірек (сәйкес Френель зоналары мөлдір емес экранмен бөліктеп жабылады). Бірақ дифракцияға ұшырайтынсаңылаудың симметриясына байланысты B нүктесіндегі дифракциялық кескін жарық және қара центрлес сақиналар жүйесінің түрі ретінде бақыланады және де m жұп болған кезде центрде қара, ал m тақ болған кезде жарық сақина болады. B нүктеден қашықтаған сайын максимумдардың интенсивтілігі кемиді. Саңылау монохроматикалық емес ақ сәулемен жарықталатын болса сақиналар боялады. Саңылауға сиятын Френельдің зоналар саны саңылаудың диаметріне байланысты. Саңылаудың диаметрі үлкен болғанда Am< 4.Дифракциялық тор, оны пайдалану жолдары. Бірдей дифракциялық элементтердің бір-бірінен бірдей қашықтықтарда орналасқан жиынтығы дифракциялық торды құрайды. Біз дифракциялық элементтері ені а мөлдір емес аралықтармен бөлінген ені b параллель саңылаулар болатын дифракциялық торды қарастырамыз. а+ b=dшамасын тордың периоды немесе тұрақтысы деп атайды. N саңылаудан тұратын осындай торға жазық монохроматты толқын нормаль түсетін болсын. Барлық N саңылау жататын жазықтыққа нормальмен j бұрыш жасайтын бағытта таралатын жарық интенсивтігін табу керек (3-сурет). Екі саңылаудағы дифракциямен ұқсастығы бойынша, Nсаңылаудың әрқайсысынан алынатын дифракциялық сурет (3.33-суретте көрсетілген графикпен бейнеленетін) қалқадағы бір орынға келетіндігін атап өтеміз. Сондықтан, егер әртүрлі саңылаулардан бақылау нүктесіне келетін элементар толқындар когерентті болмаса, онда Nсаңылаудан алынатын қорытқы дифракциялық суреттің бір саңылау жасайтын дифракциялық суреттен бір-ақ айырмашылығы болар еді-барлық интенсивтіктер N есе өсер еді. Бірақта саңылаулардан шығатын толқындар когерентті болады, сондықтан бұлардың араларындағы интерференцияны ескеру керек болады. 3-суреттен екі көрші саңылаудың сәулелері арасындағы D жол айырымы мынаған тең болатындығы көрінеді (1) Көп жарық шоқтарының көп саны интерференцияланғанда жол айырымы , мұндағы m=0, 1, 2,… болған жағдайда интенсивтіктері бірдей максимумдар қатары пайда болады. (1) қатынасынан (2) шартын қанағаттандыратын j бұрышы мәндері жағдайында максимумдар қатары пайда болады. 5.Қатты заттың кристалдық торындағы дифракция Вульф-Брэггтер өрнегі. 2 d sin = n (10.1) мұндағы: n - шағылу ретi, n=1, 2, 3, ... ; d - жазықтықтар арасындағы арақашықтық; - жазықтықтардың берілген жүйесінен рентген сәулелердiң шағылу бұрышы; - рентген сәулеленудiң толқын ұзындығы. Вульф-Брэггтердiң теңдеуi (10.1) рентген сәулеленудiң дифракциясының геометриялық жағдайларын суреттейдi, өйткенi атомдық жазықтардың шағылу параметрлерiн және рентген сәулеленудiң түсу бұрышын (шағылу) өзара байланыстырады. жүктеу/скачать 38,83 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|