Дифракционната светлина показва по-бяла светлина. Училищна енциклопедия Рентгенова дифракция в кристали и рентгеноструктурен анализ

Тези кодификатор EDI: дифракция на светлината, дифракционна решетка.

Ако има проблем с пътя, значи ще се случи дифракция - Изящна изпъкналост от праволинейно разширяване. Това подобрение не трябва да се свежда до изкривяване или огъване, както и до изкривяване в хода на промените след промяна на индикатора за счупена среда.

Нека, например, плоско парче хартия падне върху екрана с тясна ширина (фиг. 1). На изхода от празнината има нишка, която се разминава и това разделяне се увеличава поради промени в ширината на междината.

В интерес на истината, дифракционните прояви са по-изразени от другите транскодове. Най-висока дифракция се наблюдава във фази, когато размерът е по-малък от порядъка на величината. Самият такъв ум може да бъде доволен от ширината на празнината на фиг. 1.

Дифракцията, както и интерференцията, засягат всички видове материали – механични и електромагнитни. Видимата светлина е значителна загуба на електромагнитни вериги; това, което може да се избегне
дифракция на светлината.

И така, на фиг. Фигура 2 показва дифракционна картина, получена в резултат на преминаване на лазер през малък отвор с диаметър 0,2 mm.

Mi bachimo, както трябва да бъде, е централното светло петно; Далеч, тъмна област се простира отвъд пламъците - геометрична сянка. Встрани от централната зона - вместо ясна граница между светлина и сянка! - отидете светли и тъмни кръгове, които са маркирани. По-нататък към центъра светлинните пръстени стават по-малко ярки; вонята постепенно започва да се усеща в сянката.

Предполагаема намеса, нали? Tse vona є; данни за звънене и максимуми и минимуми на смущения. Какъв вид намеса има тук? Скоро ще разберем това и скоро ще стане ясно защо дифракцията се избягва.

Предварително няма как да не си спомним първия класически експеримент с интерференция на светлината – свидетелството на Йънг, който открива явлението дифракция.

Свидетелството на Юнг.

Всеки експеримент със светлинна интерференция би включвал някакъв метод за разделяне на две светлинни кохерентни линии. Що се отнася до огледалата на Френел, както си спомняте, кохерентните изображения имат две изображения на едно и също изображение, взети от двете огледала.

себе си проста идея, Яка се обвини за всичко, ритна в атака. Нека пробием две парчета картон и ги поставим под сънните пасажи. Тези отвори ще бъдат кохерентни вторични източници на светлина, фрагменти от първичния източник на едно нещо – Слънцето. След това на екрана в зоната на припокриване на лъчите, които се отклоняват от отворите, можем да създадем интерференчен модел.

Такива доказателства са предоставени много преди Йънг от италианските учени Франческо Грималди (поради дифракцията на светлината). Намесата обаче не е предотвратена. Защо? Диетата не е много проста, а причината се крие във факта, че Сонцето не е на точки, а е дълго (размерът на Сонце е равен на 30 килограма). Дискът на съня е съставен от много точковидни ядра, всяко от които произвежда своя собствена интерферентна картина на екрана. Припокривайки се, един друг се „размазва“ около картината и в резултат на това на екрана се появява равномерно осветяване на зоната, където лъчите се припокриват.

Ако Слънцето е свръхестествено „велико“, тогава е необходимо да го създадете индивидуално място pervinne dzherelo. С този метод Юнг има малък преден отвор (фиг. 3).

малък 3. Схема на Юнг

Равнината на гръбначния стълб попада върху първия отвор, а зад отвора излиза светлинен конус, който се разширява в резултат на дифракцията. Достига до следващите два отвора, които се превръщат в ядра на два кохерентни светлинни конуса. Оста сега - поради точността на първичното ядро ​​- в зоната на припокриване на конусите има интерференчен модел!

Томас Йънг провежда този експеримент, измервайки ширината на интерферентните тъмнини, използвайки формулата и след друга формула, първо изчислява максималното количество видима светлина. Ето защо стигнахме до броя на известните хора в историята на физиката.

Принцип на Хюйгенс-Френел.

Формулата за принципа на Хюйгенс е подходяща: кожна точка, получена преди гръбначния процес, се образува от вторичните сферични шипове; Тези опашки се разширяват от центъра, от всички страни и се наслагват една върху една.

Но естественото хранене е виновно: какво означава „насложено“?

Хюйгенс свежда своя принцип до чисто геометричен метод за установяване на новата гръбначна повърхност като първоначалния дом на сферите, които се разширяват от кожната точка на излизащата гръбначна повърхност. Страничните ефекти на Хюйгенс не са математически сфери, но не и реални; Този цялостен ефект се проявява само върху старата и върху новата борова повърхност.

Според този възглед принципът на Хюйгенс не дава никакви доказателства за храненето, което означава, че процесът на разширяване на гръбначния стълб няма същия ефект като обръщането. Не е обяснено, дифракционните детектори също са загубени.

Модифицирането на принципа на Хюйгенс се случи преди повече от 137 години. Августин Френел замени допълнителните геометрични сфери на Хюйгенс с реални, приемайки, че те меся сеедин по един.

Принцип на Хюйгенс-Френел. Кожната точка на повърхността на гръбначния стълб съдържа ядрото на вторичните сферични шипове. Всички тези вторични кабели са кохерентни поради сходството им с първичния кабел (и следователно могат да си пречат един на друг); Този процес в твърде много пространство е резултат от намесата на вторични елементи.

Идеята на Френел изпълни принципа на Хюйгенс с физически елемент. Вторите пера, като се намесват, се избутват една друга около повърхностите на перата право напред, като се гарантира, че по-широките пера са държани настрана. И в посока „назад“ се наблюдава намесата му в изходната верига, избягва се взаимното гасене и връщащата верига не се засяга.

Там зокрема леко се разширява, а вторите игли се сливат една с друга. А в находищата отслабването на вторичните лози води до затъмняване на парцелите и откритото пространство.

Принципът на Хюйгенс-Френел определя важна физическа идея: на хвилята, напуснала ядрото си, е позволено да „живее живота си“ и повече няма да бъде изоставена. Новите парцели се наводняват в простора, докато площта се разширява допълнително поради намесата на вторичните парцели, събудени в различни точки в простора от преминаването на парцела.

Как принципът на Хюйгенс-Френел обяснява явлението дифракция? Защо например има дифракция при отвора? Вдясно, от неизрязаната плоска повърхност на падащия гръбнак, отворът на екрана разкрива малък диск, който свети, а след това се появява светлинно поле в резултат на намесата на вторичните струи, нарастващи, те вече не са върху целия самолет, но само на този диск. Разбира се, новите дървени повърхности вече няма да са плоски; Процесът на обмяна се изкривява и зърното започва да се разширява в различни посоки, като например кочана. Иглата обикаля ръбовете на отвора и прониква в областта на геометричната сянка.

Страничните игли, освободени от различни точки на рамкирания светлинен диск, се намесват една след друга. Резултатът от интерференцията се индикира от разликата във фазите на вторичните компоненти и лежи в източника на промените. Резултатът е очертаване на максимуми и минимуми на смущение - което показахме на фиг. 2.

Френел не само допълни принципа на Хюйгенс с важната идея за кохерентност и интерференция на вторични елементи, но също така излезе с известния си метод за най-високи дифракционни задачи, основа за т.нар. Зони на Френел. Изучаването на зоните на Френел не е включено до училищната програма - ще научите за тях в курса по физика. Тук можем само да предполагаме, че Френел, в разгара на своята теория, е успял да обясни нашия първи закон на геометричната оптика - закона за праволинейното разширяване на светлината.

Дифракционни частици.

Дифракционните лъчи са оптично устройство, което ви позволява да изберете изложената светлина върху спектралното хранилище и да затъмните текущите стойности. Дифракционните ефекти могат да бъдат проницателни и брилянтни.

Ще разгледаме визията на дифракционните лъчи. Състои се от голям брой широки пукнатини, разделени от ширинни празнини (фиг. 4). Лесно се преминава през пролуката; Не пропускайте светлина през пролуките. Стойността се нарича период.

малък 4. Дифракционни частици

Дифракционните песъчинки се приготвят с помощта на така наречената машина за разделяне, която се използва за нанасяне на щрихи върху повърхността на чаша или чист шиш. В този случай щрихите се появяват като празнини, а незаетите пространства се появяват като празнини. Ако, например, дифракционна решетка съдържа 100 линии на милиметър, тогава периодът на такава решетка е по-последователен: d = 0,01 mm = 10 µm.

Първо, ние се чудим как едноцветната светлина преминава през решетките, като светлината на строго пееща коледна елха. Вторият край на монохроматична светлина е лазерна показалка (дълбочината е около 0,65 микрона).

На фиг. 5, имаме такава линия, че тя попада върху една от точките на дифракция на стандартния набор. Празнините са разположени вертикално, а на екрана зад жлебовете има периодично изчертани вертикални ивици.

Както разбирате, това е картина на смущения. Дифракционните частици разделят падащата вълна на множество кохерентни лъчи, които се разпределят във всички посоки и се намесват един след друг. Поради това на екрана ясно виждаме максимумите и минимумите на смущенията – светли и тъмни нюанси.

Теорията на дифракционното лъчение е още по-сложна и се появява в най-пълния си обхват далеч извън обхвата на училищната програма. Трябва да знаете повече от елементарни речи, свързани с една формула; Тази формула показва позициите на максимумите на яркостта на екрана зад дифракционната решетка.

Е, нека не бъдем засегнати от дифракционните щети; плосък монохроматичен модел пада с течение на времето (фиг. 6). Довжина е древен.

малък 6. Дифракция на лъчи

За по-голяма яснота на модела на смущения можете да поставите обектива между ръбовете и екрана и да поставите екрана във фокалната равнина на обектива. Тези вторични нишки, които вървят успоредно на различните пукнатини, ще бъдат разположени в една точка на екрана (страничният фокус на лещата). Ако екранът е твърде далеч, няма специална нужда от обектив - обменът, който идва от Ще дам точкаЕкраните с различни процепи ще бъдат почти успоредни един на друг.

Нека да разгледаме вторите пера, които умират на ъгъла. Разликата в хода между двете пера, която отива към ставните пукнатини, е сравнима с малкия крак на ректума с хипотенузата; Или в същото време тази разлика в хода на древния крак на трикожието. Александър Кута е древен, фрагментите са остри, с взаимно перпендикулярни страни. Отсега нататък нашето клане е древно.

Максималните смущения се избягват в тези епизоди, ако разликата в курса е същата като преди:

(1)

С крайната цена всички игли, които идват от различните пукнатини, ще бъдат сгънати във фазата и ще се пресяват една друга. Обективът не прави никаква допълнителна разлика в движението си - няма значение за тези, които преминават през обектива по различни начини. Защо се държи така? Ние не навлизаме в цялата тази дискусия; фрагментите от тази дискусия надхвърлят границите на физиката.

Формула (1) ви позволява да знаете какво да зададете директно на максимумите:

. (2)

Когато го премахнем централен максимум, или максимум от нулев порядъкРазликата в хода на всички вторични фази, които протичат без вентилация, е равна на нула, а в централния максимум фазите се сумират с нулева сума от фази. Централният максимум е центърът на дифракционната картина, най-яркият от максимумите. Дифракционната картина на екрана е симетрична спрямо централния максимум.

При премахване на разреза:

Тази кройка се поставя директно към максимуми от първи ред. Те са две и се отглеждат симетрично спрямо централния максимум. Яркостта при максимумите от първи ред е по-малка и по-ниска при централния максимум.

По подобен начин да кажем:

Вин поставя директно максимуми от различен порядък. Те също са две и също са разположени симетрично спрямо централния максимум. Яркостта при максимумите от различен порядък е по-малка, а яркостта при максимумите от първи порядък.

Моделът на ориентация на посоките към максимумите на първите два реда е показан на фиг. 7.

малък 7. Максимуми на първите два разреда

Vzagali, два симетрични максимума кРедът се обозначава с:

. (3)

Когато размерът е малък, наречете го малък. Например при µm и µm максимумите от първи ред се разширяват под разреза. кредът постепенно се променя поради растежа к. Колко максимума можете да постигнете? Лесно е да се следва допълнителната формула (2). Ако синусът не може да бъде по-голям от едно, тогава:

Самите числени данни на Vikorist всъщност се отхвърлят: . И така, най-високият възможен ред за дадена максимална стойност е 15.

Чудете се на смокинята. 5. На екрана има 11 максимума. Това е централният максимум, както и два максимума от първи, втори, трети, четвърти и пети ред.

С помощта на дифракционни лъчи можете да се изправите пред непознато количество болка. Насочваме лъч светлина към решетката (чийто период ни е известен), изглежда, че е в максимума на първия
ред, който е представен с формула (1) и може да бъде премахнат:

Дифракционните фактори като спектрално устройство.

Това, което видяхме най-много, беше дифракцията на монохроматична светлина, която е лазерният лъч. Често майката се извежда надясно неедноцветен viprominyuvannyam. Има лудост от различни едноцветни цветя, които съставят диапазонтази промоция. Например бялото е светло - то е еднакво в целия видим диапазон от червено до виолетово.

Оптичното устройство се нарича спектраленТова ви позволява да разделите светлината на монохроматични компоненти и по този начин да проследите спектралното разпределение на светлината. Най-простото спектрално устройство, както знаете, е призмата. Пред спектралните устройства трябва да се постави и дифракционна решетка.

Допустимо е повече светлина да пада върху дифракционните частици. Нека се върнем към формула (2) и да помислим какви идеи могат да бъдат направени от нея.

Позицията на централния максимум () се намира в довжиня хвили. В центъра на дифракционната картина те ще се сближат с нулева разлика в движението Мустакмонохроматични елементи от бяла светлина. Също така в централния максимум харесваме ярко бяла смуга.

А оста на позицията на максимумите е в порядъка на величината. Chim less, tim less kut за това. Том на максимум кПо ред монохроматичните нюанси са разделени на пространство: най-близо до централния максимум изглежда виолетово тъмно, най-отдалеченото е червено.

Е, при кожни състояния лекотата се разделя на градации в спектър.
Максимумът от първи ред на всички монохроматични компоненти съставлява спектъра от първи ред; След това има спектри от друг, трети или друг ред. Спектърът на цвета на кожата изглежда като тъмен цвят, който включва всички цветове - от виолетово до червено.

Дифракцията на бялата светлина е показана на фиг. 8 . В централния максимум има бяло петно, а отстрани има два спектъра от първи ред. В растящия свят цветът на гладките се променя от виолетов на червен.

Тези дифракционни ефекти правят възможно наблюдението на спектрите, т.е. провеждането на ясен анализ на спектралния състав на спектъра. Най-важното предимство на дифракционните загуби е способността за клетъчен анализ - както беше казано по-рано, ние можем да помогнем с това вимируватеДовжина Хвил. В този случай процедурата на vimiryuvanny е много проста: всъщност отнема само максимум за vimiryuvannya.

Естествени примери за дифракционни материали, като тези, които се срещат в природата, са перата на птиците, крилете на снежинките и седефената повърхност на морска мида. Якшчо, като се приближи, се удиви сонячна светлина, тогава можете да подобрите забраната около него. Нашите действия в този случай са като прозренията на дифракционните модели на фиг. 6 и като леща идва оптична система от рупор и кристал.

Спектралното разпределение на бялата светлина, което се дава от дифракционна решетка, се наблюдава най-лесно, като се погледне оригиналния компактдиск (фиг. 9). Оказва се, че следите по повърхността на диска създават избиваща дифракционна решетка!

Zi spіvіdnoshenya дгрях j = mlясно е, че позициите на основните максимуми, освен централния ( м= 0); л. Тъй като цветовете са осветени с бяла или друга немонохроматична светлина, тогава за различни стойности лВсички дифракционни максимуми, с изключение на централния, изглеждат пространствено разделени. В резултат на това в дифракционната картина на решетката, която е осветена с бяла светлина, централният максимум изглежда като бяло тъмно, а решта изглежда като дъгова тъмна, наречена дифракционни спектри на първия ( м= ± 1), други ( м= ± 2) и т.н. поръчки. В спектрите на кожния ред най-голяма сила ще имат червените обмени (с големи стойности л, затова грях й ~ 1 / л), а най-малко са виолетовите (с по-малки стойности л). Спектрите изглеждат по-ясни (в диапазона от цветове), колкото по-голяма е ширината нотмъсти си. Това се дължи на факта, че линейната ширина е максимално пропорционална на броя на ширините н). Максималният брой дифракционни спектри, които трябва да се избягват, се дава от връзката (3.83). Освен това дифракционната решетка вибрира сгъването и изпъкналостта на монохроматичните складове. извършва хармоничен анализ на вибрациите, които произвежда.

Силата на дифракционната решетка да бъде разположена по гъвкав начин в хармоничните складове на використите се използва в спектрални устройства - устройства, доставчици на услуги за наблюдение на спектралния склад и в производството, след това. За да се очертае спектърът, интензитетът на всички монохроматични компоненти се променя и определя. Принципната схема на спектралния апарат е показана на фиг. 6. Светлината от джерела, която се вижда, се излива върху входния процеп. СЩе коригирам това, което се намира във фокалната равнина на колиматорната леща Л 1 . Плоската част на бобината, която се образува при преминаване през колиматора, пада върху дисперсионния елемент д, Кой тип дифракционна решетка се анализира. След подмяна на просторния под с дисперсивен елемент, изходната (камерна) леща Л 2 създава монохроматично изображение на входния процеп при редуващите се различни ръбове във фокалната равнина. Е. Образите (спектралните линии) в своята съвкупност образуват спектър на наблюдаваната вибрация.

Като спектрално устройство, дифракционната решетка се характеризира с фина и линейна дисперсия, широка област на дисперсия и разделно разпределение. Като спектрално устройство, дифракционната решетка се характеризира с фина и линейна дисперсия, широка област на дисперсия и разделно разпределение.

Кутова дисперсия Djхарактеризира промяната в качеството на живот йразмени ме за ресто yogo dovzhiny hvili ли е обозначен като

Dj= диджей / дл,

де диджей- ъгълът на линията между две спектрални линии, които се разделят след дълго време дл. Диференциални отношения дгрях j = ml, отменим д cos й× j¢l = м, звезди

Dj = j¢l = м / д cos й.

Между малките кос j@ 1, който може да се постави

Dj@m / д.

Линейната дисперсия се определя от израза

D l = дл / дл,

де дл- Линейна линия между две спектрални линии, които се различават според последната линия дл.

3 фиг. 3.24 това е ясно дл = f 2 диджей, де f 2 – фокусно разстояние на лещата Л 2. По отношение на това има безспорна връзка, която свързва това линейна дисперсия:

D l = f 2 Dj.

Спектърът на съдебните разпореждания може да се припокрива. Следователно спектралният апарат става неефективен за проследяване на определена част от спектъра. Максимална ширина D лСпектралния интервал на наблюдаваното изменение, ако спектрите на подчинените порядки все още се припокриват, се нарича област на силна дисперсия или област на дисперсия на спектралния апарат. Не позволявайте на болката от падането на някой върху решетката да ви попречи да лежите в интервалите лпреди л+D л. Максимална D стойност л, когато припокриването на спектрите все още не се наблюдава, човек може мислено да изчисли припокриването на десния край на спектъра м- та поръчка за довжини хвили л+D лв левия край на спектъра

(м+ 1)та поръчка за довжини хвили л, тогава. в главата ти

дгрях й = м(л+D л) = (м + 1)л,

д л = л / м.

Самостоятелна сграда РСпектралното устройство характеризира способността на устройството да произвежда две близки спектрални линии една до друга и се обозначава от настройките

Р = л / d l,

де d l- Има минимална разлика между две спектрални линии, в който случай и двете линии се третират като отделни спектрални линии. Размер d lнаречена отделна спектрална станция. В резултат на дифракция при широкия отвор на лещата ЛСпектралната линия 2 skin се показва от спектрален апарат не като линия, а като дифракционна картина, която разделя интензитета на функцията sinc 2. Така че, тъй като спектралните линии варират

Ако те не са кохерентни, тогава резултантната дифракционна картина се създава от такива линии, които просто ще бъдат насложени върху дифракционните модели близо до кожната цепка; полученият интензитет е равен на сумата от интензитетите на двете линии. Според критерия на Rayleigh спектрални линии с близки долини лі л + d lуважавани от позволените, тъй като са известни на такова място d lче водещият дифракционен максимум на една линия следва своя път до първия дифракционен минимум на друга линия. В тази точка на кривата на разпределението на общия интензитет (фиг. 3.25) се създава провал (с дълбочина, по-голяма от 0,2 аз 0 , де аз 0 – максимален интензитет, но еднакъв за двете спектрални линии), което позволява на окото да възприема такава картина като субспектрална линия. В другия случай две близко разпръснати спектрални линии се компресират като една разпръсната линия.

Становище м-тият дифракционен максимум на главата, който е в съответствие с миналия век лпосочено от координатата

x¢ m = f tg j@fгрях й = ml f/ д.

По същия начин известен и ставащ м-ти максимум, който съответства на миналия век л + d l:

x¢¢ m = m(л + d l) f / д.

С помощта на критерия на Релей застанете между тези максимуми и станете

д x = x¢¢ m - x¢ m= md l f / д

един от цялата им ширина d x = l f / d(Тук всъщност ширината се определя от първата нула на интензитета). Познаваме звездите

d l= л / (mN),

И следователно отделната структура на дифракционната решетка като спектрално устройство

По този начин размерът на дифракционната решетка е пропорционален на броя на празнините нпо реда на спектъра м. Поклавши

m = mмакс @д / л,

Позволено е максимално разделяне:

Рмакс = ( л /d l)макс = mмакс N@L/ л,

де L = Nd- Ширина на работната част на решетката. В интерес на истината, максималното разделение на решетките се определя само от ширината на работната част на решетката и средната дълбочина на получената вибрация. Съзнателно Р max , знаем минималния интервал на отделяне между дните:

(d l) мин @л 2 / Л.

Разпределението на всичко в оптически хомогенна среда е праволинейно, но в природата има ниско ниво на външен вид, където е възможно да се избегне обезводняване от ума.

Дифракция- пресича се проявлението на светло оцветените клони. В училищната физика има две дифракционни системи (системи при преминаване през въздуха, в които се избягва дифракцията):

• дифракция от процеп (прав отвор)
• дифракция върху решетката (набор от равни разстояния, един вид от един процеп)

- Дифракция от право изрязан отвор (фиг. 1).

малък 1. Дифракция от фисура

Нека зоната получи ширина, ширина, върху която лъч светлина А попада под директния път.По-голямата част от светлината преминава върху екрана, другата част от промените се дифрактира в краищата на празнината (така че свети далеч от основното му направление ku). След това ще промените един по един, за да подобрите дифракционния модел на екрана (засенчване на светли и тъмни области). Гледката за законите на интерференцията е сложна, базирана на основните концепции.

Дифракционният образец на екрана се състои от зони, които се състоят от дифракционни максимуми (най-ярките зони) и дифракционни минимуми (най-тъмните зони). Тази картина е симетрична на централния светлинен лъч. Позициите на максимумите и минимумите са описани там, където се вижда вертикалната линия и са в рамките на размера на празнината и дълбочината на падащата вибрация. Позицията на тези области може да бъде известна от редица отношения:

• за дифракционни максимуми

Нулевият дифракционен максимум е централната точка на екрана под процепа (фиг. 1).

• за дифракционни минимуми

Висновок: необходимо е да се погрижим за умовете на отдела: трябва да се знае максимумът или минимумът на дифракция и використиката на съответната връзка (1) или (2).

Дифракция от дифракционна решетка.

Дифракционната решетка е система, която се състои от пукнатини, които са разположени на равни разстояния (фиг. 2).

малък 2. Дифракционни частици (промени)

И така, точно както при празнина, дифракционна картина се наблюдава на екрана след дифракционна решетка: разграничение между светли и тъмни области. Цялата картина е резултат от интерференцията на светлинните обмени един след друг, в резултат на което картината от една фисура се влива с промени от други фисури. Тази дифракционна картина се дължи на броя на фисурите, техния размер и близост.

Въведохме нова концепция - постоянни дифракционни ефекти:

Позициите на максимума и минимума на дифракцията:

• за максимуми на дифракция на главата(фиг. 3)

ВИЗНАЧЕННЯ

Дифракционни лъчиНаричат ​​го спектрално устройство, което представлява система от няколко пукнатини, разделени от непроницаеми пролуки.

В практиката е доста обичайно да се създават едномерни дифракционни зърна, които се състоят от успоредни междини с еднаква ширина, които са разположени в една и съща равнина, които са разделени на еднакви по ширина непрозрачни междини. Такива удари се приготвят с помощта на специална машина за рязане, където се прилагат успоредни удари върху плочите и гънките. Броят на такива удари може да бъде повече от хиляда на милиметър.

Най-почитани са дифракционните лъчи. Това е колекция от сюжети, които победят светлината от сюжети, които победят светлината. Такива решетки имат полирана метална плоча, върху която с фреза се нанасят щрихите, които светят леко.

Дифракционната картина на ръбовете е резултат от взаимна интерференция между двете пукнатини. Също така, с помощта на дифракционни врати се реализира много интерференция на кохерентни лъчи светлина, за които е известно, че имат дифракции и които преминават през всички пропуски.

Приемливо е на дифракционната решетка ширината на празнината да бъде a, ширината на непроницаемия участък да бъде b, същата стойност:

се нарича период на (стационарната) дифракционна решетка.

Дифракционна картина върху едномерна дифракционна мрежа

Приемливо е монохроматичният оттенък обикновено да пада до равнината на дифракция. Поради факта, че празнините са изчертани на равни части по един и същи начин, тогава разликата в хода на промените (), която влиза в двойки междини на ставите, следователно ще бъде еднаква за всички цели на дифракционните решетки:

Основният минимален интензитет се избягва в посоките, определени от ума:

В допълнение към основните минимуми, поради взаимната интерференция на промените в светлината, като сила на няколко пролуки, в някои посоки миризмата може да бъде изгасена една по една, което означава, че те са допълнителни минимуми. Вонята се носи от директни маршрути, а разликата в хода на обмена става нечетен брой напивхвил. Умовете на допълнителните минимуми могат да бъдат записани като:

където N е броят на пропуските на дифракционната решетка; k' приема всяка стойност, различна от 0, . Тъй като има N празнини, между двата основни максимума има допълнителен минимум, който представлява вторичните максимуми.

Измиването на максимумите на главата за дифракционната решетка е както следва:

Някои синусови стойности може да са по-големи от едно, поради броя на максимумите на главата:

Ако повече светлина премине през вратите, тогава всички максимуми (с изключение на централния m = 0) ще бъдат разпределени в спектъра. В този случай виолетовата област на този спектър ще бъде разширена до центъра на дифракционната картина. Тази мощност на дифракционната решетка е намалена, за да съответства на светлинния спектър. Ако периодът на решетката е известен, тогава изчисляването на максималното количество светлина може да се извърши, докато се намери точката, която директно съответства на максимума.

Приложете за решаване на проблеми

ДУПЕ 1

ДУПЕ 2

Л3 -4

Дифракция на светлината

Дифракция е името, дадено на вибрациите на кръстосания код, които се проследяват от техния път и в общ смисъл - било то напреднало разширяване на потока близо до прехвърлянето на законите на геометричната оптика. Признаците на дифракция могат да се загубят в областта на геометричната сянка, да се появят на заден план, да проникнат през малък отвор в екрани и т.н.

Между интерференцията и дифракцията няма съществена физическа активност. Оплакванията се крият в свръхрастеж на светлинния поток в резултат на наслагването (суперпозицията) на вените. По исторически причини спазването на закона за независимост на светлинните лъчи, което е резултат от суперпозицията на кохерентни лъчи, се нарича интерференция на лъча. Съответствието със закона за линейно разширяване на светлината обикновено се нарича дифракция.

Предотвратяването на дифракцията се дължи на такава схема. По пътя на лайт юргана, който прилича на истински джерел, има празнина, която покрива част от повърхността на перото на лайт юргана. Зад промяната екранът се върти и дифракционният модел е засегнат.

Има два вида дифракция. Yakshto dzherelo light Стази охранителна точка П razshovanní от пресичане на масата далеч, какво да обменяте, какво да паднете на пресичането и обмен, какво да отидете до ръба П, създават практически успоредни греди, говорят за дифракция при паралелни обмениили около Дифракция на Фраунхофер. В противен случай говорете за Френелова дифракция. Дифракцията на Фраунхофер може да бъде предотвратена, като се постави зад светлина Си преди точката на внимание Ппо протежение на лещата, така че точките Сі Пспрян във фокалната равнина на водещата леща (фиг.).

По принцип дифракцията на Фраунхофер се различава от дифракцията на Френел. Критерият на Колкис, който дава възможност да се установи кой тип дифракция възниква, се определя от стойността на безразмерния параметър, където b– характерен размер на перешкодите, л– застанете между екрана и екрана, на който се вижда дифракционната картина,  – не забравяйте. Якшчо

Феноменът на дифракцията е ясно обяснен от принципа на Хюйгенс, при който кожната точка, до която достига гръбначният стълб, служи като център на вторичните шипове, а кръгът около гръбначния стълб задава позицията на предната част на гръбначния стълб в текущия момент. За едноцветен косъм повърхността на кожата е повърхността, върху която се извършва начукването в същата фаза.

Оставете плоското острие да падне нормално върху отвора на слепия екран (малък). Подобно на Хюйгенс, кожната точка се разглежда като отвор на предната част на вилицата и вторичната вилица (в изотропната среда миризмата е сферична). След като сте останали с втория хвил за добър час, важно е тогава предните хвил да влязат в зоната на геометрична сянка. заобля краищата на отвора.

Принципът на Хюйгенс твърди, че разширяването на фронта на вълната не е определено директно и амплитудата на мощността и следователно интензитетът на фронта на вълната не са засегнати. От всеки ден става ясно, че по-голямата част от промените в светлината не се възстановяват от тяхното праволинейно разширяване. Така осветените със светла точка Джерел обекти дават рязка сянка. По този начин принципът на Хюйгенс ще изисква допълнение, което позволява да се увеличи интензитетът на звука.

Френел допълва принципа на Хюйгенс с идеята за намеса на вторични елементи. Жидно Принцип на Хюйгенс-Френел, Светлова хвиля, какво ще стане бе-як Джерел С, може да бъде представен като резултат от суперпозиция на кохерентни вторични елементи, комбинирани с малки елементи от затворена повърхност, която задушава ядрото С. Всеки път, когато изберете една от повърхностите, ще трябва да изберете вторите повърхности, които да действат във фаза. В аналитична форма за точково устройство този принцип се записва като

, (1) де д– светлинен вектор, който включва време-часово съхранение
,к- Номерът на Hvil, r- Застанете пред точката Пна повърхността Скъм основния въпрос П,К- Коефициентът, който трябва да лежи в ориентацията на майдана спрямо джерела и точката П. Валидност на формула (1) и вид на функцията Ке инсталиран на границите на електромагнитната теория на светлината (в оптична близост).

Това е жалко, ако между dzherelom Си точка на внимание ПАко няма паравани с отвори, тези паравани могат да бъдат закрепени по този начин. На повърхността на непрозрачните екрани амплитудите на вторичните сензори са равни на нула; в зоната на отваряне амплитудите са същите като за дисплея на екрана (име на Kirchhoff).

Метод на зоната на Френел.Промяната на амплитудите и фазите на вторичните вериги позволява по принцип да се знае амплитудата на получената верига във всяка точка на пространството и да се реши проблемът с разширяването на светлината. В случай на проблеми с вторична интерференция, формула (1) е сгъваема и обемиста. Въпреки това, серия от поръчки може да бъде създадена чрез стагниране на много основен метод, който замества сложните изчисления. Този метод е кръстен на метода Зони на Френел.

Същността на метода ще бъде анализирана от задника на точкова джерела С. В този случай повърхнините са концентрични сфери с център С.Разрезът се прави върху повърхността на кожата на бебето върху пръстеновидната зона, така че да се простира от краищата на кожната зона до точката Псе подиграват
. Зоните, които упражняват такава мощност, се наричат Зони на Френел. 3 фиг. явно трябва да ставаш от външния ръб - м-ї зони до точката Педин

, де b- Изправете се до върха на повърхността на перото Окъм основния въпрос П.

Kolivannya, защо идваш на място? ППодобни точки на две съседни зони (например точка, която се намира в средата на зоните или външните краища на зоните) са в противофаза. Следователно вибрацията в съседните зони се отслабва взаимно една по една и амплитудата на получената светлинна вибрация е в точката П

, (2) де ,, ... - Коливански амплитуди, които се задействат от 1-ва, 2-ра, ... зони.

За да оценим амплитудите на Коливан, знаем площта на зоните на Френел. Пуснете външния кордон м-i зони виждат сферичен сегмент от височина върху повърхността на бедрата . Определете зоната на сегмента , ние знаем, какво, област м- Зоните на Френел са древни
. Малкият може да види това. След калпавото пресъздаване лекарите
і
, отменим

. Площта на сферичен сегмент е площта м- Зоните на Френел са склонни да узряват

,
. (3) В такъв ранг, пред не голям мзоните на Френел обаче са плоски. В идеалния случай с настройки на Fresnel, действието на околните зони в точката Ппо-малко от повече от повече между нормалното н към повърхността на зоната и директно към П, тогава. Тези зони постепенно преминават от централни към периферни. В допълнение, интензивността на разпространение директно до точката Ппромени с растежа ми в резултат на това разстоянието от зоната до точката се увеличава П. По този начин амплитудите на коливана създават монотонен спад в консистенцията.

Броят на зоните на Френел, които се побират на повърхността, е много голям; например, когато
і
броят на зоните достига 10 6 . Това означава, че амплитудата се променя още повече и следователно може да бъде приблизително повлияна

. (4) Предполага се Todi viraz (2) след прегрупиране

, (5) фрагменти от петна в ръцете, заедно с (4), достигат нула, а приносът на останалата добавка е незначителен. По този начин, амплитудата на получените вибрации в значителна точка Псе обозначава като половината от централната зона на Френел.

Без велики мвисочина на сегмента
така че можете да кажете това
. Заместване на стойностите за , изваден за радиуса на външния кордон м-ї зони

. (6) Кога
і
радиус на първата (централна) зона
. О, скъпи, светлината се разшири Спреди ПОказва се, че в средата на тесен канал има лек поток от шевове. SP, тогава. направо.

Валидността на подкожния фронт върху зоната на Fresnel е потвърдена експериментално. За което се използва зонова плоча - в най-простата форма се формира стъклена плоча, която се състои от система от прозрачни и непрозрачни концентрични пръстени, които се редуват с радиусите на френеловите зони на дадена конфигурация. Как да поставите зоновия плат на мястото за пеене (на щранга аот точката на джерел и на щранга bнад защитната точка), тогава получената амплитуда ще бъде по-голяма, по-ниска с напълно отворен фронт на билото.

Дифракция на Френел върху кръгъл отвор.Дифракцията на Френел е предотвратена в края на екрана от прехода, което причинява дифракция в тази част на екрана с отвора. Сферично тяло, което се разширява от точковата струя СЕкранът с отварянето е на път. Дифракционната картина се появява на екран, успореден на екрана с отвора. Трябва да се постави между отвора и паравана (за този диаметър на отвора). По-лесно е да измерите амплитудата на светлинните петна в центъра на картината. За тази цел част от повърхността на кожата ще бъде експонирана върху зоната на Fresnel. Амплитудата на вибрациите, които се генерират от всички зони, е сходна

, (7) знакът плюс предполага несдвоени мминус - момчета м.

Ако отворената крива отваря нечетен брой френелови зони, тогава амплитудата (интензитетът) в централната точка ще бъде по-голяма, въпреки че гръбнакът ще бъде значително по-широк; Като човек амплитудата (интензитета) е равна на нула. Например, ако отворът отваря една зона на Френел, амплитудата
, след това интензитет (
) повече от четири пъти.

Скалата на амплитудата на вибрациите върху извъносевите участъци на екрана е сгъната, фрагменти от субфренеловите зони често се припокриват от непрозрачния екран. Ясно е ясно, че дифракционната картина се състои от появата на тъмни и светли пръстени, които се редуват с тъмния център (като мчовек, тогава в центъра ще има тъмен пръстен, защото мнесдвоен - този ярък пламък), а интензитетът при максимум се променя от центъра на картината. Ако отворът не е осветен с едноцветна светлина, а бяла, тогава пръстените са смлени.

Нека да разгледаме граничните разлики. Ако отворът разкрие само част от централната зона на Френел, на екрана се появява светъл пламък; Няма разлика между светли и тъмни пръстени. Тъй като отварянето разкрива голям брой зони, тогава
и амплитуда в центъра
, тогава. същото като на повърхността на открития боров фронт; Разликата между светли и тъмни пръстени се появява само в много тясна област между геометричните сенки. Всъщност дифракционният модел е тих и по-ярък, по-ярък и по-прав.

Френелова дифракция върху дискСферично тяло, което се разширява от точковата струя Ссмила диск (малък) по пътя си. Дифракционната картина, която се появява на екрана, е централно симетрична. Важното е амплитудата на светлинните пръстени в центъра. Оставете диска да се затвори мпървите зони на Френел. Тогава амплитудата на звука е древна

или друго
, (8) фрагментите от израза, които стоят на ръцете, достигат нула. Освен това в центъра винаги има дифракционен максимум (ярък пламък), който представлява половината от първата отворена зона на Френел. Централният максимум на изтичане е концентричен с тъмни и светли пръстени. При малък брой затворени зони амплитудата
малка експозиция . Следователно интензитетът в центъра ще бъде почти същият като при дебелината на диска. Промяната на яркостта на екрана от стойката до центъра на картината е показана на фиг.

Нека да разгледаме граничните разлики. Тъй като дискът покрива само малка част от централната зона на Fresnel, той изобщо не добавя сенки - яркостта на екрана е напълно загубена поради липсата на диск. Тъй като дискът покрива много зони на Френел, разделянето на светли и тъмни пръстени се избягва в тясна област между геометричните сенки. В такъв случай
, Отсега нататък яркостта на пламъка в центъра е ден, а яркостта на сферата от геометрична сянка практически навсякъде е равна на нула. Всъщност дифракционният модел е тих, а яркостта е разширена и права.

Дифракция на Фраунхофер от един процеп.Оставете плоската едноцветна хула да пада нормално с тясна ширина и тясна ширина а. Има оптична разлика в движението между крайните размени, така че човек може да отиде направо от пропастта

.

Разширяваме откритата част на повърхността на перото по ширината на пукнатината в зоната на Френел, което придава вид на равномерно тъмнокафяво, успоредно на пукнатината. Така че ширината на зоната на кожата е избрана така, че разликата в движението на краищата на тези зони да е по-голяма
, тогава ширината на празнината ще се приспособи
зони Амплитудите на вторичните изкривявания по дебелината на процепа продължават да нарастват, но фрагментите от зоната на Френел са по-плоски и все пак по-интензивни до степен на предпазливост. Фазите на вибрациите в няколко съседни зони на Френел варират с , така че общата амплитуда на тези вибрации е равна на нула.

Ако броят на зоните на Френел е различен, тогава

, (9а), че в точката бПазете се от минимална лекота (тъмна зона), ако броят на зоните на Fresnel не е равен, тогава

(9b) и избягва близко до максималното изсветляване, което показва една некомпенсирана зона на Fresnel. Директно
Ширината е като една зона на Френел и по този начин директно се избягва най-голямото изсветляване. показва централен или главен максимум на лекота.

Увеличаването на лекотата при съхранение директно дава

, (10) де – яркост в средата на дифракционната картина (срещу центъра на лещата), – осветление в точката, чиято позиция е указана директно . Графиката на функция (10) е показана на фиг. Максималната яркост съответства на стойностите, които съответстват на умовете

,
,
и т.н. Замяната на тези умове за максимуми може да бъде приблизително корелирана с връзки (9b), което дава подобни стойности на стойностите. Големината на вторичните върхове се променя бързо. Числените стойности на интензитетите на главата и следващите максимуми са представени като

и т.н. Основната част от светлинната енергия, преминала през процепа, е концентрирана в основния максимум.

Звукът на празнината се предизвиква до точката, в която централният максимум се разпространява, когато яркостта се променя. Въпреки това, колкото по-широка е празнината, толкова по-ярка е картината, но дифракционните тъмнини са по-тесни и броят на самите тъмнини е по-голям. При
След това в центъра има по-рязко изображение на ярка светлина. Има директно разширяване на светлината.