Дифракция света

Дифракция света подтверждает волновую природу света. Явление дифракции света, проходящего через отверстие, показано на рис. 3.2. Свет, прошедший через отверстие, создает в дальней зоне картину максимумов и минимумов освещенности. Различают дифракцию Френеля и дифракция Фраунгофера.

Дифракцию Фраунгофера наблюдают в дальней зоне. Дифракцию Френеля можно наблюдать в ближней зоне через микроскоп. Светлые полоски соответствуют максимумам интенсивности, темные - минимумам.

Примерно похожую картину можно наблюдать при дифракции на щели. Напротив щели будет яркая полоска и с двух сторон от неё темные полоски (малой интенсивности).

Если мы имеем периодический ряд щелей и осветим их монохроматическим светом, то получим на экране картину, показанную на рис. 3.3. Эта картина соответствует дифракции Рамана-Ната. Различают другой вид дифракции - дифракцию Брэгга при освещении решетки под углом, как показано на рис 3.4.

Рис. 3.2. Наблюдение дифракции Фраунгофера в дальней зоне

Рис. 3.3. Распределение интенсивности монохроматической

волны, прошедшей через дифракционную решетку

Рис. 3.4. Ход лучей при наклонном падении на решетку

Условие синфазности прошедших лучей:

,

где порядки дифракции.

Расстояние между главными максимумами и соседними минимумами определяется в соответствии со следующим выражением:

(3.4)

где N полное число штрихов решетки.

В промежутках между главными максимумами находятся вторичные, которые связаны с дифракцией на краю.

Разрешающая сила дифракционной решетки:

, (3.5)

где .

Дифракционная решетка может быть выполнена и в виде периодической отражательной структуры, как показано на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Ход лучей в случае отражательной дифракционной

решетке

Угол отражения монохроматического луча θ зависит от λ, и, следовательно, θ(λ) есть угловое распределение спектра, которое называют угловым преобразованием Фурье. Таким образом, пучок белого света, падающий на дифракционную решетку, будет разложен на спектральные составляющие, которые можно наблюдать на экране в дальнем поле в виде радужной картины.

Линза и отражательная дифракционная решетка могут использоваться как устройства для прямого и обратного преобразования Фурье (см. рис 3.6).

На основе отражательной дифракционной решетки изготавливают монохроматоры и другую спектрально-аналитическую аппаратуру.

Основные характеристики монохроматоров: рабочий диапазон: ; разрешающая способность: ; мощность излучения в диапазоне : .

Дата добавления: 2015-07-11