A diffrakciós fény fehérebb fényt mutat. School Encyclopedia X-ray diffraction in kristályok és röntgen szerkezeti elemzés

Azok kódoló EDI: fényelhajlás, diffrakciós rács.

Ha probléma van az úttal, akkor meg fog történni diffrakció - Kiváló konvexitás egyenes vonalú szélesítésből. Ez a javulás nem redukálható torzításra vagy hajlításra, valamint a törött közep jelzőjének megváltoztatása utáni változások során bekövetkező torzulásra.

Legyen például egy lapos papírlap keskeny szélességű a képernyőre (1. ábra). A résből való kilépésnél van egy menet, amely eltér, és ez az elválasztás a rés szélességének változása miatt nő.

Ami azt illeti, a diffrakciós megnyilvánulások kifejezettebbek, mint más átkódolások. A legnagyobb diffrakció azokban a fázisokban figyelhető meg, amikor a méret kisebb, mint a nagyságrend. Az ilyen elme maga is elégedett lehet a 2. ábrán látható rés szélességével. 1.

A diffrakció, valamint az interferencia minden típusú anyagot érint – mechanikus és elektromágneses. A látható fény az elektromágneses áramkörök jelentős vesztesége; ami elkerülhető
fényelhajlás.

Tehát az ábrán. A 2. ábra egy 0,2 mm átmérőjű kis lyukon átvezetett lézer diffrakciós mintázatát mutatja.

Mi bachimo, ahogy kell, a központi fényfolt; Messze egy sötét terület terül el a lángokon túl – geometrikus árnyék. Eltekintve a központi területtől - a világos határvonal helyett a fény és az árnyék között! - menjen világos és sötét karikák, amelyek meg vannak jelölve. A középpont felé távolodva a fénygyűrűk kevésbé fényesek; a bűz fokozatosan érezhetővé válik az árnyékban.

Találós interferencia, nem? Tse vona є; csengetési adatok és interferencia maximumok és minimumok. Miféle interferencia van itt? Hamarosan rá fogunk jönni erre, és hamarosan világossá válik, hogy miért kerüljük el a diffrakciót.

Előzetesen nem emlékezhetünk az első klasszikus kísérletre a fény interferenciájáról – Young tanúságtételére, aki felfedezte a diffrakció jelenségét.

Jung vallomása.

Bármilyen fényinterferenciával végzett kísérlet magában foglalna valamilyen módszert két fénykoherens vonal elválasztására. Ami a Fresnel-tükröket illeti, amint emlékszel, a koherens képeknek két képe volt ugyanarról, mindkét tükörből készült.

Önmaga egyszerű ötlet, Yaka magát hibáztatta mindenért, belerúgott a támadásba. Szúrjunk ki két kartonlapot, és tegyük az álmos járatok alá. Ezek a nyílások koherens másodlagos fényforrások lesznek, egy dolog elsődleges forrásának, a Napnak a töredékei. Ezután a képernyőn a nyílásoktól eltérő gerendák átfedésének területén interferenciamintát hozhatunk létre.

Ilyen bizonyítékokat nyújtott be jóval Young előtt Francesco Grimaldi olasz tudós (a fény diffrakciója miatt). A beavatkozást azonban nem sikerült megakadályozni. Miért? A diéta nem túl egyszerű, és az ok abban rejlik, hogy a Sontse nem pontozott, hanem hosszú (a Sontse mérete 30 kilogramm). A dormouse lemez sok tűpontos magból áll, amelyek mindegyike saját interferenciamintát hoz létre a képernyőn. Átfedéskor az ember „maszatolja” egymást a kép körül, és ennek eredményeként a nyalábok átfedésének területe egyenletesen világosodik meg a képernyőn.

Ha a Nap természetfeletti „nagy”, akkor külön kell létrehozni folt pervinne dzherelo. Ezzel a módszerrel Jungnak van egy kis elülső nyílása (3. ábra).

Kicsi 3. Jung séma

A gerinc síkja az első nyílásra esik, a nyílás mögött fénykúp bukkan fel, amely a diffrakció hatására kitágul. Eléri a következő két nyílást, amelyek két koherens fénykúp magjaivá válnak. A tengely most - az elsődleges mag pontossága miatt - a kúpok átfedésének területén interferenciamintázat van!

Thomas Young végezte ezt a kísérletet, megmérte az interferenciasötétségek szélességét, a képlet segítségével, majd egy másik képlet után először kiszámította a látható fény maximális mennyiségét. Emiatt elértük a fizikatörténet híres embereinek számát.

Huygens-Fresnel elv.

A Huygens-elv képlete találó: a másodlagos gömb alakú spinulusok egy bőrpontot alkotnak, amelyet a gerincfolyamat előtt kaptak meg; Ezek a farok középről, minden oldalról kiszélesednek, és egymásra helyezkednek.

De a természetes táplálkozás a hibás: mit jelent a „ráhelyezett”?

Huygens elvét egy tisztán geometriai módszerre redukálta, amellyel az új gerincfelületet a kilépő gerincfelület bőrpontjából kitáguló gömbök eredeti otthonaként hozták létre. Huygens mellékhatásai nem matematikai szférák, de nem is valódiak; Ez az összhatás csak a régi és az új fenyőfelületen jelentkezik.

Ebben a nézetben a Huygens-elv nem ad bizonyítékot a táplálkozásra, ami azt jelenti, hogy a gerinc kiszélesedésének folyamata nem jár ugyanolyan hatással, mint a visszafordítás. Nincs magyarázat, a diffrakciós detektorok is elvesztek.

A Huygens-elv módosulása több mint 137 évvel ezelőtt történt. Augustin Fresnel Huygens további geometriai gömbjeit valódiakra cserélte, feltételezve, hogy azok beavatkozni egyenként.

Huygens-Fresnel elv. A gerinc felszínének bőrpontja tartalmazza a másodlagos gömbtüskék magját. Mindezek a másodlagos zsinórok koherensek az elsődleges zsinórhoz való hasonlóságuk miatt (és ezért interferálhatnak egymással); Ez a túl sok helyen zajló folyamat a másodlagos elemek interferenciájának eredménye.

Fresnel ötlete fizikai elemmel töltötte meg Huygens elvét. A második tolltollak zavarják egymást a tollfelületük körül egyenesen előre, biztosítva, hogy a szélesebb tollak távol maradjanak. És a „hátra” irányban megfigyelhető a kimeneti áramkör interferenciája, elkerülhető a kölcsönös kioltás, és nem érinti a visszatérő áramkört.

A zokrema ott enyhén kitágul, és a második tűk összeolvadnak egymással. A helységekben pedig a másodlagos szőlőtőke gyengülése a telkek és a szabadtér elsötétüléséhez vezet.

A Huygens-Fresnel elv egy fontos fizikai elképzelést határoz meg: a hvilya, miután elhagyta magját, „élheti az életét”, és többé nem marad le. Az új telkek a kiterjedésbe áradnak, míg a terület tovább bővül a másodlagos telkek interferenciája következtében, amelyek a kiterjedés különböző pontjain ébrednek fel, ahogy az alagút áthalad.

Hogyan magyarázza a Huygens-Fresnel-elv a diffrakció jelenségét? Miért van például diffrakció a nyílásnál? A jobb oldalon a leeső gerinc vágatlan sík felületéről a képernyőnyílás egy kis korongot tár fel, amely világít, majd a másodlagos fúvókák interferenciája következtében egy fénymező jelenik meg, amelyek növekedésével már nincsenek a teljes felületen. síkban, de csak ezen a lemezen. Természetesen az új fafelületek már nem lesznek laposak; A cserefolyamat torzul, és a szemek különböző irányokba kezdenek kiszélesedni, például a kalász. A tű megkerüli a nyílás széleit, és behatol a geometriai árnyék területébe.

A peremes fénykorong különböző pontjai által kioldott oldaltűk egymás után zavarják egymást. Az interferencia eredményét a másodlagos komponensek fáziskülönbsége jelzi, és a változások forrása. Az eredmény az interferencia-maximumok és -minimumok lehatárolása – amit az 1. ábrán mutattunk be. 2.

Fresnel nemcsak a huygensi elvet egészítette ki a másodlagos elemek koherenciájának és interferenciájának fontos gondolatával, hanem a legmagasabb diffrakciós feladatokra is kitalálta híres módszerét, az ún. Fresnel zónák. A Fresnel-zónák tanulmányozása az iskolai programig nem szerepel - a fizika kurzuson fogod megismerni őket. Itt csak sejthetjük, hogy Fresnel elmélete közepette meg tudta magyarázni a geometriai optika első törvényét - a fény egyenes vonalú kiszélesedésének törvényét.

Diffrakciós részecskék.

A diffrakciós sugarak egy optikai eszköz, amely lehetővé teszi a spektrális tárolón elhelyezett fény kiválasztását és az aktuális értékek tompítását. A diffrakciós hatások éleslátóak és ragyogóak lehetnek.

Megvizsgáljuk a diffrakciós sugarak látásmódját. Nagyszámú szélességű repedésből áll, amelyeket szélességi hézagok választanak el (4. ábra). Könnyű átjutni a résen; Ne engedje át a fényt a réseken. Az értéket periódusnak nevezzük.

Kicsi 4. Diffrakciós részecskék

A diffrakciós szemcséket úgynevezett osztógéppel készítik, amellyel egy pohár vagy egy átlátszó köpés felületére vonnak ütéseket. Ebben az esetben a vonások hézagként, a nem foglalt helyek hézagként jelennek meg. Ha például egy diffrakciós rács 100 vonalat tartalmaz milliméterenként, akkor egy ilyen rács periódusa konzisztensebb: d = 0,01 mm = 10 µm.

Először is rácsodálkozunk arra, hogy a monokromatikus fény hogyan halad át a rudak között, akár egy szigorúan énekelt karácsonyfa fénye. A monokromatikus fény második része egy lézermutató (a mélység körülbelül 0,65 mikron).

ábrán. Az 5. ábrán van egy olyan egyenes, amely a standard halmaz egyik diffrakciós pontjára esik. A rések függőlegesen vannak elosztva, és a barázdák mögött a képernyőn időszakosan függőleges csíkok vannak húzva.

Amint érti, ez egy interferencia kép. A diffrakciós részecskék a lehulló hullámot számos koherens nyalábra hasítják, amelyek minden irányban eloszlanak és egymás után interferálnak. Ezért a képernyőn jól láthatjuk az interferencia maximumát és minimumát – világos és sötét árnyalatokat.

A diffrakciós sugárzás elmélete még összetettebb, és a legteljesebb terjedelmében messze túlmutat az iskolai tanterv keretein. Többet kell tudnia, mint egy képlethez kapcsolódó elemi beszédeket; Ez a képlet jelzi a fényerő maximumok helyzetét a képernyőn a diffrakciós rács mögött.

Nos, ne hagyjuk figyelmen kívül a diffrakciós károsodást; egy lapos monokromatikus minta idővel leesik (6. ábra). Dovzhina ősi.

Kicsi 6. Diffrakció sugarak által

Az interferencia-mintázat jobb tisztasága érdekében helyezze az objektívet a peremek és a képernyő közé, és helyezze a képernyőt az objektív fókuszsíkjába. Ezek a másodlagos szálak, amelyek párhuzamosan futnak a különböző hasadékokkal, a képernyő egy pontján helyezkednek el (az objektív oldalsó fókuszában). Ha a képernyő túl messze van, nincs különösebb szükség lencsére - a csere, amiből származik adok egy pontot A különböző résekű képernyők szinte párhuzamosak lesznek egymással.

Vessünk egy pillantást a második tollszárra, amelyek a sarkon haldokolnak. Az ízületi repedések felé haladó két tollszár lefutásának különbsége a végbél kis lábához hasonlítható a hypotenusával; Illetve ugyanakkor ez a különbség a háromkután ősi lábának lefolyásában. Aleksandr Kuta ősi, a töredékek élesek, egymásra merőleges oldalakkal. Mostantól mészárlásunk ősi.

Ezekben az epizódokban elkerüljük az interferencia maximumokat, ha a pálya különbsége megegyezik az előzővel:

(1)

A végső árral a különböző résekből származó összes tűt a fázisba hajtják, és egymást szitálják. Az objektív mozgásában nincs további különbség – ez nem számít azoknak, akik különböző módon haladnak át a lencsén. Miért kell így viselkedni? Nem megyünk bele ebbe az egész vitába; ennek a vitának a töredékei túlmutatnak a fizika határain.

Az (1) képlet lehetővé teszi, hogy megtudja, mit állítson be közvetlenül a maximumra:

. (2)

Amikor eltávolítjuk központi maximum, vagy nulla rendű maximum A szellőztetés nélküli szekunder fázisok menetében a különbség nulla, a középső maximumban pedig a fázisok nulla fázisösszeggel adódnak. A központi maximum a diffrakciós mintázat közepe, a maximumok közül a legfényesebb. A képernyőn látható diffrakciós mintázat szimmetrikus a középső maximumra.

A vágás eltávolításakor:

Ez a vágás közvetlenül a elsőrendű maximumok. Kettő van belőlük, és szimmetrikusan termesztik a középső maximumig. A fényerő az elsőrendű maximumoknál kisebb, a középső maximumnál alacsonyabb.

Hasonlóképpen mondjuk:

Vіn közvetlenül fel más sorrendű maximumok. Ebből is van kettő, és szintén szimmetrikusan vannak szétterítve a középső maximumig. A különböző sorrendű maximumoknál kisebb a fényerő, az első sorrend maximumain pedig a fényerő.

Az első két sorrend maximumához igazodó irányok orientációs mintázata az ábrán látható. 7.

Kicsi 7. Az első két rendelés Maximája

Vzagali, két szimmetrikus maximum k A sorrendet a következő jelzi:

. (3)

Ha kicsi a méret, nevezd kicsinek. Például µm-nél és µm-nél az elsőrendű maximumok kibővülnek a vágás alatt. k a sorrend a növekedés miatt fokozatosan változik k. Hány maximumot tudsz elérni? Könnyen követhető a (2) kiegészítő képlet. Ha a szinusz nem lehet nagyobb egynél, akkor:

Magát a Vikorist számszerű adatát, ami azt illeti, elutasítják: . Tehát a megadott maximális érték legmagasabb lehetséges sorrendje 15.

Csodáld meg a figurát. 5. 11 maximum van a képernyőn. Ez a központi maximum, valamint az első, második, harmadik, negyedik és ötödik rendű két maximum.

A diffrakciós sugarak segítségével ismeretlen mennyiségű fájdalommal szembesülhet. Fénysugarat irányítunk a rácsra (amelynek periódusa ismert), ez az első maximumon látszik.
sorrend, amelyet az (1) képlet képvisel, és eltávolítható:

Diffrakciós tényezők mint spektrális eszköz.

A legtöbbet a monokromatikus fény diffrakciója láttuk, ami a lézersugár. Az anyát gyakran jobbra hozzák nem monokromatikus viprominyuvannyam. Van egy őrület a különböző egyszínű virágok alkotják hatótávolság ezt az akciót. Például a fehér világos – a teljes látható tartományban ugyanaz, a vöröstől az ibolyaszínig.

Az optikai eszközt ún spektrális Ez lehetővé teszi a fény monokromatikus komponensekre bontását, és ezáltal a fény spektrális eloszlásának nyomon követését. A legegyszerűbb spektrális eszköz, mint tudják, egy prizma. A spektrális eszközök elé diffrakciós rácsot is el kell helyezni.

Elfogadható, hogy több fény esik a diffrakciós részecskékre. Térjünk vissza a (2) képlethez, és gondoljuk át, milyen ötleteket lehet belőle alkotni.

A központi maximum () helyzete a dovzhinya hvyliben rejlik. A diffrakciós mintázat középpontjában nulla mozgáskülönbséggel konvergálnak Bajusz fehér fény monokromatikus elemei. Szintén a központi maximumon szeretjük az élénk fehér smugát.

A maximumok helyzetének tengelye pedig nagyságrendileg van. Chim kevesebbet, tim kevesebb kut ezért. Tom maximálisan k Sorrendben a monokromatikus árnyalatok térre oszlanak: a középső maximumhoz legközelebb eső lila sötétnek, a legtávolabbi vörösnek tűnik.

Nos, bőrproblémák esetén a világosság fokozatokra oszlik egy spektrumban.
Az összes monokromatikus komponens elsőrendű maximuma alkotja az elsőrendű spektrumot; Aztán vannak más, harmadik vagy más rendű spektrumok. A bőrszín spektruma úgy néz ki, mint egy sötét színű, sötét, amely magában foglalja az összes színt - az ibolya a vörösig.

A fehér fény diffrakciója az ábrán látható. 8. A középső maximumon fehér folt található, az oldalakon két elsőrendű spektrum található. A növekvő világban a sima színe liláról vörösre változik.

Ezek a diffrakciós hatások lehetővé teszik a spektrumok monitorozását, azaz a spektrum spektrális összetételének egyértelmű elemzését. A diffrakciós veszteség legfontosabb előnye a sejtelemzés képessége – ahogy korábban elhangzott, ebben tudunk segíteni vimiruvát Dovzhina Khvil. Ebben az esetben a vimiryuvanny eljárás nagyon egyszerű: valójában csak a vimiryuvannyához kell maximum.

A diffrakciós sugarak természetes csonkjai, akárcsak a természetben, a madarak tollai, a hópelyhek szárnyai, a tengeri kagyló gyöngyházfelülete. Yakshcho, amikor közelebb jött, elcsodálkozott sonyachne fény, akkor javíthatja a körülötte lévő korlátozást. Cselekvéseink ebben az esetben olyanok, mint a diffrakciós minták betekintése az 1. ábrán. 6 és lencseként egy kürtből és kristályból álló optikai rendszer érkezik.

A fehér fény spektrális eloszlását, amelyet diffrakciós ráccsal adunk meg, az eredeti CD-re nézve a legkönnyebb megfigyelni (9. ábra). Kiderült, hogy a lemez felületén lévő sávok kiütő diffrakciós rácsot hoznak létre!

Zi spіvidnoshenya d bűn j = ml jól látható, hogy a fő maximumok pozíciói a központi mellett ( m= 0); l. Mivel a színeket fehér vagy más nem monokromatikus fénnyel világítják meg, akkor különböző értékekre l A középső kivételével minden diffrakciós maximum térben elkülönül. Ennek eredményeként a fehér fénnyel megvilágított rács diffrakciós mintájában a középső maximum fehér sötétnek, a reshta pedig szivárványsötétnek tűnik, amit az első diffrakciós spektrumainak nevezünk ( m= ± 1), egyéb ( m= ± 2) stb. parancsokat. A bőrrend spektrumában a legnagyobb lendület a vörös kicserélődése lesz (nagy értékekkel l, ezért bűn j ~ 1 / l), a legkevésbé pedig lila (kisebb értékekkel l). A spektrumok tisztábbnak tűnnek (a színtartományban), minél nagyobb a szélesség N bosszút. Ez abból adódik, hogy a lineáris szélesség maximálisan arányos a szélességek számával N). Az elkerülendő diffrakciós spektrumok maximális számát a (3,83) összefüggés adja meg. Ezenkívül a diffrakciós rács megrezgeti a monokromatikus raktárak összehajtását és kiemelkedését. elvégzi az általa keltett rezgések harmonikus elemzését.

A diffrakciós rács teljesítményét harmonikus raktárban és vikorisztikában kell lefektetni a spektrális eszközökben - eszközökben, szolgáltatókban a viprominálás spektrális raktárának monitorozására, majd. A spektrum körülhatárolásához az összes monokromatikus komponens intenzitását változtatjuk és meghatározzuk. A spektrális berendezés elvi diagramja az ábrán látható. 6. A dzherel fényét, amely látható, a bejárati résre öntik. S A kollimátorlencse fókuszsíkjában lévőt beállítom L 1 . A tekercs lapos része, amely a kollimátoron áthaladva keletkezik, a diszperziós elemre esik D, Milyen típusú diffrakciós rácsot elemzünk. A tágas padló cseréje után egy diszperziós elem, a kilépő (kamra) lencse L A 2. ábra monokromatikus képet hoz létre a bejárati résről a fókuszsík váltakozó bordáinál. F. A képek (spektrális vonalak) összességükben a megfigyelt rezgés spektrumát alkotják.

Spektrális eszközként a diffrakciós rácsot finom és lineáris diszperzió, széles diszperziós terület és külön eloszlás jellemzi. Spektrális eszközként a diffrakciós rácsot finom és lineáris diszperzió, széles diszperziós terület és külön eloszlás jellemzi.

Kutova diszperzió Dj az életminőség változását jellemzi j cserélj ki változásra yogo dovzhiny hvili lés mint

Dj= dj / dl,

de dj- két hosszú idő után szétváló spektrumvonal közötti vonal sarka dl. Differenciális kapcsolatok d bűn j = ml, lemondható d kötözősaláta j× j¢l = m, csillagok

Dj = j¢l = m / d kötözősaláta j.

A kis cos j@ 1, ez feltehető

Dj@m / d.

A lineáris diszperziót a kifejezés határozza meg

D l = dl / dl,

de dl- Lineáris vonal két spektrumvonal között, amelyek az utolsó sor szerint különböznek dl.

3 ábra. 3.24 ez egyértelmű dl = f 2 dj, de f 2 – objektív gyújtótávolsága L 2. Ezzel kapcsolatban egy vitathatatlan kapcsolat köti össze ezt lineáris diszperzió:

D l = f 2 Dj.

A bírósági végzések spektruma átfedheti egymást. Ezért a spektrális berendezés hatástalanná válik a spektrum egy meghatározott részének nyomon követésére. Maximális szélesség D l A megfigyelt variáció spektrális intervallumát, ha az alárendelt rendek spektrumai még átfedik egymást, a spektrális apparátus erős diszperziós tartományának vagy diszperzív tartományának nevezzük. Ne hagyja, hogy a rácsra zuhanás fájdalma megakadályozza, hogy feküdjön a szünetekben l előtt l+D l. Maximális D érték l, amikor még nem figyelhető meg a spektrumok átfedése, akkor fejben ki lehet számítani a spektrum jobb végének átfedését m- a dovzhiny hvili rendelése l+D l a spektrum bal végén

(m+ 1) a dovzhini hvili megrendelése l, akkor. az elmédben

d bűn j = m(l+D l) = (m + 1)l,

D l = l / m.

Külön épület R A spektrális eszköz jellemzi az eszköz azon képességét, hogy két közeli spektrumvonalat hozzon létre egymás mellett, és ezt a beállítások jelzik.

R = l / d l,

de d l- Két spektrumvonal között minimális különbség van, ilyenkor mindkét vonalat külön spektrumvonalként kezeljük. Méret d l külön spektrális állomásnak nevezik. A lencse széles nyílásánál fellépő diffrakció eredményeként L A 2 bőr spektrumvonalat egy spektrális berendezés nem vonalként, hanem diffrakciós mintázatként jeleníti meg, amely felosztja a sinc 2 függvény intenzitását. Tehát, mivel a spektrumvonalak változnak

Ha nem koherensek, akkor az eredményül kapott diffrakciós mintázatot ilyen vonalak hozzák létre, amelyek egyszerűen ráhelyeződnek a diffrakciós mintázatokra a bőrhasadék közelében; a kapott intenzitás egyenlő mindkét vonal intenzitásának összegével. A Rayleigh-kritérium szerint színképvonalak közeli völgyekkel lі l + d l tisztelik azokat, akiket engednek, hiszen ilyen helyen ismerik őket d l hogy az egyik vonal vezető diffrakciós maximuma követi annak útját egy másik vonal első diffrakciós minimumához. A teljes intenzitás-eloszlás görbéjének ezen a pontján (3.25. ábra) dőlés jön létre (0,2-nél nagyobb mélységgel). én 0 , de én 0 – maximális intenzitás, de ugyanaz mindkét spektrumvonalnál), ami lehetővé teszi, hogy a szem egy ilyen képet szubspektrális vonalként érzékeljen. A másik esetben két szorosan elterülő spektrumvonalat egy szórt vonalként tömörítünk.

Stanovishte m-edik fej diffrakciós maximum, ami összhangban van a múlt századdal l koordináta jelzi

x¢ m = f tg j@f bűn j = ml f/ d.

Hasonlóan ismert és váló m-edik maximum, ami a múlt századnak felel meg l + d l:

x¢¢ m = m(l + d l) f / d.

A Rayleigh-kritérium segítségével e maximumok közötti helyzet alakul ki

D x = x¢¢ m - x¢ m= md l f / d

az egyik teljes szélességükből d x = l f / d(Itt tulajdonképpen a szélességet az intenzitás első nullája határozza meg). Ismerjük a csillagokat

d l= l / (mN),

És ezért a diffrakciós rács, mint spektrális eszköz külön szerkezete

Így a diffrakciós rács mérete arányos a rések számával N spektrum szerinti sorrendben m. Poklavshi

m = m max @d / l,

Maximális elválasztás megengedett:

R max = ( l /d l)max = m max N@L/ l,

de L = Nd- A rács munkarészének szélessége. Valójában a rácsok maximális elválasztását csak a rács munkarészének szélessége és a keletkező rezgés átlagos mélysége határozza meg. Tudatosan R max , ismerjük a napok közötti minimális szétválasztási intervallumot:

(d l) min @l 2 / L.

Mindennek eloszlása ​​optikailag homogén középen egyszerű, de a természetben alacsony a megjelenési szint, ahol elkerülhető az elme kiszáradása.

Diffrakció- a világos színű ágak megnyilvánulása keresztezve van. Az iskolai fizikában két diffrakciós rendszer létezik (a levegőn áthaladó rendszerek, amelyekben a diffrakció elkerülhető):

• rés általi diffrakció (egyenes nyílás)
• diffrakció a rácson (egyenlő távolságok halmaza, egy rés egy típusa)

- Diffrakció egyenes vágással (1. ábra).

Kicsi 1. Diffrakció repedés által

Adjunk annak a területnek egy szélességet, szélességet, amelyre az A fénysugár esik a közvetlen út alá.A fény nagy része átmegy a képernyőre, a változások másik része a rés szélein diffraktál (így fénylik el) elsődleges irányából ku). Ezután egyesével módosíthatja a képernyőn megjelenő diffrakciós mintát (világos és sötét területek árnyékolása). Az interferencia törvényeinek nézete összetett, a fő fogalmak alapján.

A képernyőn látható diffrakciós mintázat olyan területekből áll, amelyek diffrakciós maximumokból (a legvilágosabb területek) és diffrakciós minimumokból (a legsötétebb területek) állnak. Ez a kép szimmetrikus a központi fénysugárral. A maximumok és minimumok helyzete ott van leírva, ahol a függőleges vonal látható, és a rés méretén és a leeső rezgés mélységén belül esik. E területek helyzete számos összefüggésből ismerhető meg:

• diffrakciós maximumokhoz

A nulla diffrakciós maximum a rés alatti képernyő középpontja (1. ábra).

• diffrakciós minimumokhoz

Visnovok: ügyelni kell a tanszék elméjére: ismerni kell a diffrakció maximumát vagy minimumát és a megfelelő kapcsolat vikorisztikáját (1) vagy (2).

Diffrakció diffrakciós ráccsal.

A diffrakciós rács olyan rendszer, amely egyenlő távolságra elhelyezkedő résekből áll (2. ábra).

Kicsi 2. Diffrakciós részecskék (promeni)

Tehát, csakúgy, mint egy résnél, diffrakciós mintázat figyelhető meg a képernyőn a diffrakciós rács után: megkülönböztetik a világos és sötét területeket. A teljes kép az egymás utáni fénycserék interferenciájának eredménye, ami azt eredményezi, hogy az egyik repedés képét más repedések változásai töltik be. Ez a diffrakciós mintázat a repedések számának, méretének és közelségének köszönhető.

Új koncepciót vezettünk be - állandó diffrakciós hatások:

A diffrakció maximumának és minimumának helyzete:

• fej diffrakciós maximumokhoz(3. ábra)

VIZNACHENNYA

Diffrakciós sugarak Spektrális eszköznek hívják, amely több repedésből álló rendszer, amelyeket áthatolhatatlan rések választanak el egymástól.

A gyakorlatban meglehetősen gyakori az egydimenziós diffrakciós szemcsék létrehozása, amelyek azonos szélességű párhuzamos résekből állnak, amelyek ugyanabban a síkban helyezkednek el, és amelyeket egyenlő szélességű átlátszatlan résekre osztanak. Az ilyen ütéseket speciális vágógéppel készítik elő, ahol párhuzamos ütéseket alkalmaznak a lemezekre és a hajtásokra. Az ilyen ütések száma milliméterenként több mint ezer lehet.

A legelismertebbek a diffrakciós sugarak. Ez a fényt legyőző cselekmények gyűjteménye. Az ilyen rácsok egy csiszolt fémlemezzel rendelkeznek, amelyre a enyhén világító vonásokat egy vágógéppel visszük fel.

A gerinceken lévő diffrakciós mintázat a két repedés közötti kölcsönös interferencia eredménye. Ezenkívül a diffrakciós kapuk segítségével sok koherens fénynyaláb interferenciáját valósítják meg, amelyekről ismert, hogy diffrakciókkal rendelkeznek, és amelyek minden résen áthaladnak.

Elfogadható, hogy a diffrakciós rácson a rés szélessége a, az áthatolhatatlan görbe szélessége b lesz, ugyanaz az érték:

a (stacionárius) diffrakciós rács periódusának nevezzük.

Diffrakciós mintázat egydimenziós diffrakciós rácson

Elfogadható, hogy egy monokromatikus árnyalat általában a diffrakciós síkra esik. Tekintettel arra, hogy a hézagokat ugyanúgy egyenlő távolságra húzzuk, akkor az illesztési réspárokba bemenő változások () lefutásának különbsége ezért minden diffrakciós rácsnál azonos lesz:

A fő minimális intenzitás kerülendő az elme által meghatározott irányokban:

A fő minimumokon kívül a fényváltozások kölcsönös interferenciája miatt, pár rés erejével egyes irányokban egyenként is el lehet oltani a bűzt, vagyis további minimumokról van szó. Közvetlen utakból árad a bűz, a cserék menetében a különbség pedig páratlan napivhvil lesz. A további minimumok gondolatai a következőképpen írhatók fel:

ahol N a diffrakciós rács rések száma; k' 0-tól eltérő értéket vehet fel, . Mivel N rés van, a két fő maximum között van egy további minimum, amely a másodlagos maximumokat alkotja.

A diffrakciós rács fejmaximumainak mosása a következő:

Egyes szinuszértékek nagyobbak lehetnek egynél, a fejmaximumok száma miatt:

Ha több fény jut át ​​a kapukon, akkor minden maximum (a középső m = 0 kivételével) eloszlik a spektrumban. Ebben az esetben ennek a spektrumnak az ibolya tartománya a diffrakciós mintázat közepéig bővül. A diffrakciós rács ereje csökken, hogy megfeleljen a fényspektrumnak. Ha ismert a rácsperiódus, akkor a maximális fénymennyiség kiszámítása addig végezhető, amíg meg nem találjuk azt a pontot, amely közvetlenül megfelel a maximumnak.

Alkalmazd a problémák megoldására

FEKK 1

BUTT 2

L3 -4

Fényelhajlás

Diffrakciónak nevezzük a keresztkód rezgéseit, amelyek az útjukból, és általános értelemben vettek – legyen szó a fluxus előrehaladott kiszélesedéséről a geometriai optika törvényeinek átvitele közelében. A diffrakció jelei elveszhetnek a geometriai árnyékok területén, megjelenhetnek a háttérben, áthatolhatnak egy kis nyíláson a képernyőn stb.

Az interferencia és a diffrakció között nincs alapvető fizikai tevékenység. A sérelmek a fényáram túlszaporodásában rejlenek az erek szuperpozíciója (szuperpozíciója) következtében. Történelmi okokból a fénysugarak függetlenségi törvényének betartását, amely a koherens nyalábok szuperpozíciójából adódik, sugárinterferenciának nevezzük. A fény lineáris kiszélesedésének törvényének való megfelelést általában diffrakciónak nevezik.

A diffrakció megelőzése egy ilyen rendszernek köszönhető. Az igazi dzherelnek tűnő világos paplan útjában egy nyitott rés van, amely a világos paplan tollfelületének egy részét takarja. A változás mögött a képernyő forog, és ez befolyásolja a diffrakciós mintát.

A diffrakciónak két típusa van. Yakshto dzherelo fény S azt az őrpontot P razshovannі attól, hogy messzire átlépje az asztalt, mit cseréljen, mi essen az átkelőn, és cserélje, mi menjen a szélére P, gyakorlatilag párhuzamos gerendákat hozzon létre, beszéljen diffrakció párhuzamos cserékben vagy kb Fraunhofer diffrakció. Ellenkező esetben beszélj róla Fresnel diffrakció. A Fraunhofer diffrakció megakadályozható, ha lámpa mögé helyezzük Sés az óvatosság előtt P a lencse mentén úgy, hogy a pontok Sі P megállt a vezetőlencse fókuszsíkjában (ábra).

A Fraunhofer-diffrakció elvileg különbözik a Fresnel-diffrakciótól. A kolkis-kritériumot, amely lehetővé teszi annak megállapítását, hogy milyen típusú diffrakció fordul elő, a dimenzió nélküli paraméter értéke határozza meg, ahol b– a pereshkodi jellegzetes mérete, l– álljon a képernyő és a képernyő közé, amelyen a diffrakciós minta látható,  – ne felejtse el. Jakscso

A diffrakció jelenségét egyértelműen a Huygens-elv magyarázza, miszerint az a bőrpont, ahová a gerinc ér, a másodlagos tüskék középpontjaként szolgál, a gerincet körülvevő kör pedig meghatározza a gerincfront helyzetét az aktuális pillanatban. Monokróm haj esetén a bőrfelület az a felület, amelyen a kalapálást ugyanabban a fázisban végzik.

Hagyja, hogy a lapos penge normálisan essen a vakernyő (kicsi) nyílására. A Huygens-hez hasonlóan a bőrpontot a villa elülső részének és a másodlagos villa nyílásának tekintik (az izotróp közepén a szag gömb alakú). A második hvileknél jó egy órát tartózkodva fontos, hogy ekkor az elülső hvilek a geometriai árnyékolás területére kerüljenek. lekerekíti a nyílás széleit.

A Huygens-elv szerint a hullámfront tágulása nincs közvetlenül meghatározva, és a teljesítményamplitúdó és így a hullámfront intenzitása nem befolyásolja. Minden nap jól látszik, hogy a fényváltozások többsége nem tér vissza az egyenes vonalú kiszélesedésből. Így a világos pont dzherellel megvilágított tárgyak éles árnyékot adnak. Így a Huygens-elv olyan kiegészítést igényel, amely lehetővé teszi a hang intenzitásának növelését.

Fresnel kiegészítette Huygens elvét a másodlagos elemek interferenciájának gondolatával. Zhidno Huygens-Fresnel elv, Svetlova hvilya, mi lesz be-yak dzherel S, összefüggő másodlagos elemek szuperpozíciójának eredményeként ábrázolható egy zárt felület kis elemeivel kombinálva, amely elfojtja a magot S. Amikor kiválasztja az egyik felületet, ki kell választania a második felületet, hogy fázisban működjön. Egy ponteszköz analitikai formában ezt az elvet így írjuk le

, (1) de E– fényvektor, amely idő-órás tárolást is tartalmaz
,k- Hvil száma, r- Állj a pont elé Pa felszínen S lényegre törő P,K- Az az együttható, amelynek a Maidannak a dzherelhez és a ponthoz viszonyított tájolásában kell lennie P. Az (1) képlet érvényessége és a függvény típusa K a fény elektromágneses elméletének határaira van telepítve (optikai közelségben).

Ez kár, ha a dzherelom között Sés egy figyelmeztetés P Ha nincsenek nyílásokkal ellátott paravánok, ezek a paravánok így rögzíthetők. Az átlátszatlan képernyők felületén a másodlagos érzékelők amplitúdója nullával egyenlő; a nyitás területén az amplitúdók ugyanazok, mint a képernyő megjelenítésénél (Kirchhoff neve).

Fresnel zóna módszer. A szekunder áramkörök amplitúdóinak és fázisainak változtatása elvileg lehetővé teszi a létrejövő áramkör amplitúdójának ismeretét a tér bármely pontján, és megoldja a fény kiterjesztésének problémáját. Másodlagos interferencia problémák esetén az (1) képlet összecsukható és terjedelmes. Megbízások sorozata azonban létrehozható egy nagyon alapvető, összetett számításokat felváltó módszer stagnálásával. Ez a módszer a módszerről kapta a nevét Fresnel zónák.

A módszer lényegét egy pontszerű jerela fény fenekéből elemezzük S. Ebben az esetben a felületek koncentrikus gömbök, amelyeknek középpontja van S.A vágást a baba bőrfelületén a gyűrűs zónán végzik úgy, hogy a bőrzóna széleitől a pontig terjedjen. P csúfolják őket
. Az ilyen erőt kifejtő zónákat ún Fresnel zónák. 3 ábra. nyilvánvaló, hogy fel kell kelned a külső szélről - m-ї zónák a pontig P egy

, de b- Álljon fel a tollfelszín tetejéig O lényegre törő P.

Kolivannya, miért jössz a helyszínre? P Két szomszédos zóna hasonló pontjai (például egy pont, amely a zónák közepén vagy a zónák külső szélein található) ellenfázisban vannak. Ezért a szomszédos zónák rezgése egyenként kölcsönösen gyengül, és a keletkező fényrezgés amplitúdója a ponton van P

, (2) de ,, ... - Kolivan amplitúdók, melyeket az 1., 2., ... zóna vált ki.

A Kolivan-amplitúdók becsléséhez ismerjük a Fresnel-zónák területét. Engedje el a külső kordont m-i zónák egy gömb alakú magassági szegmenst látnak a csípőfelületen . Jelölje ki az átmenő szegmens területét , tudjuk, mit, terület m- A Fresnel zónák ősiek
. Ezt látja a kicsi. Az ügyetlen újraalkotás után az orvosok
і
, lemondható

. A gömb alakú szakasz területe a terület m- A Fresnel zónák általában beérnek

,
. (3) Ilyen rangban, nem nagyok előtt m a Fresnel-zónák azonban laposak. Ideális esetben Fresnel beállításokkal, a környező zónák működésével a ponton P kevesebb, mint több, mint több normál között n a zóna felszínére és közvetlenül arra P, akkor. Ezek a zónák fokozatosan változnak központiról perifériásra. Ezen túlmenően, a terjedés intenzitása közvetlenül a pontig P növekedéssel változik més ennek következtében a zónától a pontig terjedő távolság megnő P. Ily módon a koliván amplitúdói monoton konzisztenciacsökkenést hoznak létre.

A felületen elhelyezkedő Fresnel-zónák száma nagyon nagy; például mikor
і
a zónák száma eléri a 10 6-ot. Ez azt jelenti, hogy az amplitúdó még jobban változik, és így megközelítőleg befolyásolható

. (4) Todi viraz (2) átcsoportosítás után feltételezzük

, (5) a foltok töredékei a karokban, a (4)-gyel együtt elérik a nullát, és a fennmaradó kiegészítés hozzájárulása elhanyagolható. Így a keletkező rezgések amplitúdója egy jelentős ponton P a központi Fresnel zóna feleként van kijelölve.

Nagyok nélkül m szegmens magassága
szóval ezt mondhatod
. Az értékeket helyettesítve , levonva a külső kordon sugarából m-ї zónák

. (6) Mikor
і
az első (középső) zóna sugara
. Ó, drágám, a fény kitágult S előtt P Kiderül, hogy egy keskeny csatorna közepén könnyű varratok folynak. SP, akkor. egyértelmű.

A szubkután front érvényességét a Fresnel zónában kísérletileg igazolták. Amelyhez zónalemezt használnak - a legegyszerűbb formában egy üveglemezt alakítanak ki, amely tiszta és nem tiszta koncentrikus gyűrűk rendszeréből áll, amelyek váltakoznak az adott konfiguráció Fresnel-zónáinak sugaraival. Hogyan helyezzük el a zónaruhát az éneklőhelyen (az emelvényen a a pontból dzherel és az emelkedőn b az őrzési pont felett), akkor a kapott amplitúdó nagyobb, teljesen nyitott gerincfront mellett alacsonyabb lesz.

Fresnel diffrakció kör alakú nyíláson. A Fresnel-diffrakciót a képernyő végén megakadályozzuk az átmenettől, ami diffrakciót okoz a képernyő ezen szakaszában a nyílással. Gömb alakú test, amely a pontsugártól kiszélesedik S A nyílással ellátott képernyő már úton van. A diffrakciós minta a nyílással párhuzamos képernyőn jelenik meg. A nyílás és a szita közé kell helyezni (a nyílás ezen átmérőjére). Könnyebb megmérni a kép közepén lévő fényfoltok amplitúdóját. Ebből a célból a bőrfelület egy része szabaddá válik a Fresnel zónán. A rezgés amplitúdója, amelyet minden zóna generál, hasonló

, (7) a pluszjel párosítatlanra utal m mínusz - srácok m.

Ha a nyitott görbe páratlan számú Fresnel-zónát nyit meg, akkor a központi pont amplitúdója (intenzitása) nagyobb lesz, bár a gerinc jelentősen szélesebb lesz; Fiúként az amplitúdó (intenzitás) egyenlő a nullával. Például, ha a nyílás egy Fresnel-zónát nyit, akkor az amplitúdó
, majd intenzitás (
) több mint négyszer.

A rezgés amplitúdójának skálája a képernyő tengelyen kívüli szakaszain össze van hajtva, a Fresnel alatti zónák töredékei gyakran átfedik az átlátszatlan képernyőt. Világos, hogy a diffrakciós minta sötét és világos gyűrűk megjelenéséből áll, amelyek váltakoznak a sötét középponttal (pl. m srác, akkor a közepén lesz egy sötét gyűrű, mert m páratlan - az a fényes láng), és az intenzitás maximumon változik a kép közepétől. Ha a nyílást nem monokromatikus fénnyel világítják meg, hanem fehéren, akkor a gyűrűket ledarálják.

Nézzük meg a határvonalbeli különbségeket. Ha a nyílás csak a középső Fresnel-zóna egy részét fedi fel, egy könnyű láng jelenik meg a képernyőn; Nincs különbség a világos és a sötét gyűrűk között. Mivel a nyílás nagyszámú zónát tár fel, akkor
és amplitúdója a központban
, akkor. ugyanaz, mint a nyitott fenyőfront felszínén; A világos és a sötét gyűrűk közötti különbség csak a geometriai árnyékok közötti nagyon szűk területen fordul elő. Valójában a diffrakciós minta halk és világosabb, világosabb és egyenesebb.

Fresnel diffrakció lemezen Gömb alakú test, amely a pontsugártól kiszélesedik Sútközben korongot (kicsit) csiszol. A képernyőn megjelenő diffrakciós mintázat központilag szimmetrikus. Ami lényeges, az a középpontban lévő fénygyűrűk amplitúdója. Hagyja bezárni a lemezt m első Fresnel zónák. Ekkor a hang amplitúdója ősi

különben
, (8) a karoknál álló kifejezés töredékei elérik a nullát. Ezenkívül a középpontban mindig van egy diffrakciós maximum (fényes láng), amely az első nyitott Fresnel zóna felét jelenti. A szivárgás központi maximuma koncentrikus, sötét és világos gyűrűkkel. Kis számú zárt zónánál az amplitúdó
kis expozíció . Ezért a középpontban az intenzitás majdnem megegyezik a lemez vastagságával. A képernyő fényerejének megváltoztatása az állványról a kép közepére az ábrán látható.

Nézzük meg a határvonalbeli különbségeket. Mivel a lemez a központi Fresnel zónának csak egy kis részét fedi le, egyáltalán nem ad hozzá árnyékokat - a képernyő fényereje teljesen elveszik a lemez hiánya miatt. Mivel a lemez sok Fresnel zónát fed le, a világos és sötét gyűrűk felosztása elkerülhető a geometriai árnyékok közötti szűk tartományban. Ebben az esetben
, Ezentúl a középpontban lévő láng fényessége egy nap, a geometriai árnyék gömbjének fényessége pedig gyakorlatilag mindenhol nullával egyenlő. Valójában a diffrakciós minta csendes, a fényerő pedig kiszélesedett és egyenes.

Fraunhofer diffrakció egy réssel. Hagyja, hogy a lapos monokromatikus hula normálisan essen keskeny és keskeny szélességgel a. A szélső cserék közötti mozgásban optikai különbség van, így a résből egyenesen lehet menni

.

A Fresnel zónában a repedés szélességében kitágítjuk a tollfelület szabaddá váló részét, amely a repedéssel párhuzamosan egyenletes sötétbarna megjelenést kölcsönöz. Tehát a bőrzóna szélességét úgy választják meg, hogy ezeknek a zónáknak a szélei között nagyobb legyen a különbség
, akkor a rés szélessége belefér
zónák A rés vastagságánál a másodlagos torzulások amplitúdója tovább növekszik, a Fresnel-zóna töredékei azonban laposabbak, de az óvatosságig intenzívebbek. A rezgések fázisai több szomszédos Fresnel-zónában -vel változnak, így ezeknek a rezgéseknek a teljes amplitúdója nulla.

Ha a Fresnel zónák száma eltérő, akkor

, (9a) hogy azon a ponton BÜgyeljen a minimális világosságra (sötét terület), ha a Fresnel zónák száma nem egyenlő, akkor

(9b) és elkerüli a közel maximális megvilágosodást, ami egy kompenzálatlan Fresnel zónát jelez. Közvetlenül
A szélesség olyan, mint egy Fresnel zóna, és így a legnagyobb világosodás közvetlenül elkerülhető. középső vagy fej maximális világosságot jelez.

A tárolás könnyedségének növekedése közvetlenül ad

, (10) de – fényerő a diffrakciós minta közepén (a lencse közepén), – világosítás azon a ponton, amelynek helyzetét közvetlenül jelzi . A (10) függvény grafikonja az ábrán látható. A maximális fényerő az elmének megfelelő értékeknek felel meg

,
,
stb. Ezeknek az elméknek a maximumokkal való helyettesítése megközelítőleg korrelálható a (9b) összefüggésekkel, ami hasonló értékeket ad. A másodlagos csúcsok nagysága gyorsan változik. A fej intenzitásának számértékei és az azt követő maximumok a következőképpen vannak bemutatva

stb, stb. A résen áthaladó fényenergia fő része a fő maximumban koncentrálódik.

A rés hangzása odáig fajul, hogy a fényerő változásával a központi maximum szétterül. Azonban minél szélesebb a rés, annál világosabb a kép, de a diffrakciós sötétek szűkebbek, és maguk a sötétek száma is nagyobb. Nál nél
Ekkor a közepén egy élesebb kép látható egy erős fényről. A fény közvetlen tágulása van.