Дифракция қҰбылысын зерттеу
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ДИФРАКЦИЯ ҚҰБЫЛЫСЫН ЗЕРТТЕУ Зертханалық сабаққа арналған әдістемелік нұсқау Алматы 2021 ДИФРАКЦИЯ ҚҰБЫЛЫСЫН ЗЕРТТЕУ
- Жұмыстың мақсаты
- 1. ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ
|
қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі Қ.И.Сәтпаев атындағы қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті Энергетика және машина жасау институты Жалпы физика кафедрасы №20 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС ДИФРАКЦИЯ ҚҰБЫЛЫСЫН ЗЕРТТЕУ Зертханалық сабаққа арналған әдістемелік нұсқау Алматы 2021 ДИФРАКЦИЯ ҚҰБЫЛЫСЫН ЗЕРТТЕУ Жұмыстың мақсаты: дифракциялық тормен жарық дифракциясын бақылау, дифракциялық тордың периодын және жарық фильтрлерінің өткізу аймағын анықтау. Құрал-жабдықтар: дифракциялық торлар, саңылауы бар экран, оптикалық орындық, жарық көздері (сынап шам, қыздыру шамдары). 1. ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ Дифракция деп толқындардың бөгеттерді орағытып өтуін айтады. Жарық толқындарына қатысты дифракция жарықтың геометриялық көлеңке аймағына өтуін айтады. Фраунгофер дифракциясы деп параллель шоқтардағы жарық дифракциясын айтады, оларды жазық толқындар көмегімен толқындық теория аймағында моделдейді.
Гюгенс-Френель принціпіне сәйкес саңылаудың әр нүктесі екінші ретті когерентті толқындар көзі болып табылады және олар барлық бағытта таралады. Екінші ретті толқындар интерференцияланады және экранда дифракциялық көрініс береді. Оны сипаттау үшін Френель әдісін қолданайық. Р нүктесіндегі екі көршілес аймақ (зона) бойынша екінші ретті толқындардың оптикалық жол айырымдары Δ12, λ/2-ге тең болатындай етіп, ашық толқындық бетті (саңылау жазықтығы) ендерін бірдей етіп жұқа сызықтарға бөлейік. Сонда екі көршілес зоналарда орналасқан Р нүктесіндегі екінші ретті көздерден қоздырылған жарық векторының тербелісі, фазалары бойынша айырмашылығы π-ге тең, яғни тербеліс қарама-қарсы фазада болады. Зоналар ауданы бірдей болғандықтан, Р нүктесіндегі екінші ретті көздерден қоздырылған жарықтық вектордың тербеліс амплитудалары бірдей деп есептеуге болады. Сол себепті әр көршілес екі зонаның тербелістерін біріктіргенде бір-бірін өшіреді. Сондықтан зоналар саны N – жұп болса, Р нүктесінде минимум интенсивтілік байқалады (қара сызық); егер N – тақ болса, онда максимум интенсивтілік байқалады (жарық сызық). Саңылаудың шеттерінен екінші ретті толқындардың оптикалық жол айырымы Δ бір жағынан мынаған тең болады: . Ал екінші жағынан: N жұп мәнінде N/2 – бүтін сан. Сонда ұзындығы λ болатын жазық монохроматты толқынның b жіңішке саңылауға нормаль түсу барысында дифракциялық көріністегі минимумдар орны, мына шартты қанағаттандыруы тиіс: , (1) мұндағы Дифракциялық көріністің ортасында ( = 0) орталық максимум пайда болады, оның бұрыштық ені бұрыштармен шектеледі, олар бірінші реттік минимумдарға сәйкес келеді: . Кіші бұрыштар жағдайында орталық максимумдар ені δφ 2λ/ b тең. Сонымен, қарастырылып отырған жағдайда параллель саңылаулардан пайда болған дифракциялық көрініс кезектесіп орналасқан қара және ақ жолақтарды құрайды. Экрандағы жарық интенсивтілігінің бұрыштық таралуының аналитикалық есептеуі бойынша мынаған тең: , (2) мұндағы , – дифракциялық көріністің центріндегі жарық интенсивтілігі. Бір саңылаудан пайда болған дифракциялық көріністің ерекшеліктеріне тоқталайық: 1. Орталық максимумның бұрыштық ені δφ 2λ/b тең болғандықтан саңылау енінің кішіреюіне байланысты орталық жарық сызық кеңейеді. Саңылау енінің үлкеюіне байланысты дифракциялық көрініс тартылады, сондықтан кең саңылау болса бірінші (k = 1), екінші (k = 2) және с. с. максимумдар реті орталық максимуммен бірігеді.Бұл дифракциялық көріністің жоғалуына әкеліп соғады. 2. Саңылаудың берілген енінде максимумдар мен минимумдар орны толқын ұзындығынан тәуелді, яғни үлкен сәйкес келетін максимумдар мен минимумдар, -дің үлкен мәнінде байқалады. Сондықтан саңылауға ақ жарық түскен жағдайда ұзындығы әртүрлі толқындар үшін дифракциялық көрініс ол дифракциялық көріністердің қабаттасуы болып табылады (әртүрлі түстегі). Бұл жағдайда орталық максимум ( ) ақ сызық болып табылады, өйткені бұл орында әртүрлі ұзындықтағы толқындардың максимум интенсивтілігі орындалады. 3. Саңылауды PP0 (1 сур.) түзуі бойымен өз өзіне параллель жылжытқанда экрандағы дифракциялық көрініс қозғалмай қала береді (оның ортасы P0 нүктесі линзаның оптикалық центріне О2 қарсы жатыр). Егер саңылау жылжымаса осындай түрде линзаның жылжуы (О2 нүктесі) экрандағы дифракциялық көріністің жылжуымен болады. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|