Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2017-09-29 | 272 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ
Цель работы: определение периода, числа штрихов на один миллиметр, угловой дисперсии и разрешающей способности дифракционной решетки.
Теоретические положения
Дифракционная решетка – оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа параллельных, равноотстоящих друг от друга узких щелей (штрихов) одинаковой формы, нанесенных на какую-либо поверхность. Основное свойство дифракционной решетки – способность раскладывать падающий на нее свет в спектр по длинам волн. Различают отражательные и прозрачные дифракционные решетки. У отражательных штрихи наносятся на зеркальную (как правило, металлическую) поверхность, наблюдение спектра ведется в отраженном свете.
У прозрачных решеток штрихи наносятся на поверхность прозрачной (как правило, стеклянной) пластины либо вырезаются в виде узких щелей в непрозрачном экране и наблюдение ведется в проходящем свете.
Рис. 3.28.1. |
|
Из рис. 3.28.1 видно, что разность хода Δ между двумя параллельными лучами, выходящими из соответствующих точек соседних щелей, равна
Δ = (а + b). sin φ = d · sin φ, (3.28.1)
где а – ширина щели; b – ширина непрозрачного промежутка между щелями.
Величина d = а + b называется периодом, или постоянной дифракционной решетки. Следовательно, условие возникновения главных интерференционных максимумов решетки имеет вид
d sinφ = Δ = k λ. (3.28.2)
В фокальной плоскости линзы для лучей, не испытавших дифракции, наблюдается центральный белый максимум нулевого порядка (φ = 0, k = 0), вправо и влево от которого симметрично располагаются цветные максимумы (спектральные линии) первого, второго и последующих порядков интерференции (см. рис. 3.28.1). Интенсивность максимумов сильно уменьшается с ростом их порядка, то есть с увеличением угла дифракции.
Уравнение (3.28.2) позволяет рассчитать период дифракционной решетки d, если измерен угол дифракции φ, соответствующий спектральной линии, для которой известны ее длина волны и порядок спектра.
Зная период решетки, легко рассчитать число штрихов, нанесенных на один миллиметр ширины решетки:
, (3.28.3)
где l – ширина решетки.
Одной из основных характеристик дифракционной решетки является ее угловая дисперсия. Угловой дисперсией решетки D называется величина, определяемая приращением угла дифракции при изменении длины волны на единицу, то есть
. (3.28.4)
Дисперсия определяет угловое расстояние dφ между направлениями двух спектральных линий, отличающихся по длине волны на 1 нм (d λ = 1нм), и характеризует степень растянутости спектра вблизи данной длины волны. Формула для расчета угловой дисперсии решетки может быть получена при дифференцировании уравнения, определяющего положение главных максимумов d sin φ = k λ, откуда
|
. (3.28.5)
Из этого выражения следует, что угловая дисперсия решетки тем больше, чем больше порядок спектра. Этим объясняется расширение спектра одного порядка у решеток с ростом порядка.
Для решеток с разными периодами ширина спектра больше у решетки с меньшим периодом. Обычно в пределах одного порядка cos φ меняется незначительно (особенно для решеток с небольшим числом штрихов на миллиметр), поэтому дисперсия в пределах одного порядка почти не меняется. Спектр, полученный при постоянной дисперсии, растянут равномерно во всей области длин волн, что выгодно отличает спектр решетки от спектра, даваемого призмой.
В спектроскопии принято считать, что оптический прибор разрешил две линии спектра, если изображения этих линий в спектре, полученном с помощью данного прибора, видны раздельно. Если изображения двух линий сливаются в одну, то говорят, что прибор их не разрешил. Одни и те же линии спектра могут быть разрешены одним прибором и не разрешены другим. Это связано с шириной максимумов интенсивности этих линий.
По предложению Рэлея, подтвержденному и проверенному опытом, принято считать разрешение полным, когда максимум интенсивности одной из линий совпадает с минимумом другой (рис. 3.28.2). Если максимумы располагаются ближе, чем показанные на рис. 3.28.2, изображения линий λ1 и λ2, сливаются в одну – линии не разрешаются. Когда максимумы разнесены дальше, линии уверенно разрешены.
Рис. 3.28.2. |
R = kN. (3.28.6)
|
|
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!