Түрлері торларды[היום-מחר
Шағылдырғыш: Штрихтар жазылуы зеркальную (металл) беті және бақылау жүргізіледі жарықта
Мөлдір: Штрихтар жазылуы мөлдір беті (немесе вырезаются түріндегі тесігі арналған непрозрачном экранда), бақылау жүргізіліп, жарықта.
Сипаттамасы құбылыстар[היום-מחר

Осылай көрінеді жарық шамдар шамды, өткен арқылы ашық дифракционную өтіп жатыр. Нөлдік максимум (m=0) сәйкес келеді жарықта, өткен арқылы торды ауытқу. Күші дисперсия торлар бірінші (m=±1) максимумы байқауға болады жіктеу жарықтың спектрі. Ауытқу бұрышы артады өсуіне байланысты толқын ұзындығы (күлгін түсті – қызыл)
Фронт жарық толқынының разбивается үзік торлар жекелеген түйіндер когерентті жарық. Бұл түйіндер жағдайы дифракцию арналған штрихах және интерферируют бір-бірімен. Өйткені әр түрлі ұзындықтағы толқындардың интерференциясының максимум қамтамасыз көрсетіледі әр түрлі бұрыштары (анықталатын разностью барысы интерферирующих сәулесінің), онда ақ жарық қойылады ” спектр.

Формулалар[היום-מחר
Қашықтық, ол арқылы қайталанады штрихтар арналған торда деп атайды кезеңімен дифракциялық торлар. Білдіреді әрпімен d.

Егер белгілі саны сызықтар ( {\displaystyle N} N), ал 1 мм торлар, онда кезең торлар табады келесі формула бойынша есептеледі: {\displaystyle d=1/N} d = 1 / N мм.

Шарттары интерференционных максимумдар дифракциялық торлар, байқалатын белгілі бір бұрыштары бар түрі:

{\displaystyle d\,\sin \alpha =k\lambda } d\, \sin\alpha = k \lambda
онда

{\displaystyle d} d — тор,
{\displaystyle \alpha } \alpha — бұрышы максимум осы түстің,
{\displaystyle k} k — тәртібі максимум, яғни реттік нөмірі максимум, отсчитанный орталығының суреттер,
{\displaystyle \lambda } \lambda — толқын ұзындығы.
Егер жарық німділігі торды бұрышпен {\displaystyle \theta } \theta , онда:

{\displaystyle d\ \{\sin \alpha +\sin \theta \}=k\lambda } {\displaystyle d\ \{\sin \alpha +\sin \theta \}=k\lambda }
Сипаттамалары[היום-מחר
Сипаттамаларының бірі дифракциялық тор болып табылады бұрыштық дисперсиясы. Мысалы, ең көп дегенде қандай да бір тәртіп байқалады бұрышпен φ үшін толқын ұзындығы λ мен φ бұрышпен+Δφ — толқын ұзындығы λ+Δλ. Бұрыштық дисперсией торлар деп аталады қатынасы D=Δφ/Δλ. Білдіру үшін D алуға болады, егер продифференцировать формуласын дифракциялық торлар

{\displaystyle D={\frac {\Delta \varphi }{\Delta \lambda }}={\frac {k}{d\cos \varphi }}} D = \frac{\Delta \varphi}{\Delta \lambda} = \frac{k}{d \cos \varphi}
Осылайша, бұрыштық дисперсиясы ұлғаяды азаюымен кезең торлар d және өсуіне тәртібін спектрін k.

Екінші сипаттамасы дифракциялық торлар – ажыратушы қабылеттігі. Ол дегеніміз бұрыштық ені бас максимум мүмкіндігін анықтайды бөлек бақылау 2 жақын спектрлік сызықтар. Кезінде ұлғайту тәртібін спектрін m артады

{\displaystyle R={\frac {\lambda }{\partial \lambda }}=mN} {\displaystyle R={\frac {\lambda }{\partial \lambda }}=mN}

Сондай-ақ, тағы бір сипаттамасы Дифракциялық торлар – Дисперсиялық облысы. Ол анықтайды әрбір тәртібін спектрлік диапазоны жабу спектрлерін. Бұл параметр, кері-пропорционалды тәртібіне спектрін m

{\displaystyle G=\Delta \lambda ={\frac {\lambda }{m}}} {\displaystyle G=\Delta \lambda ={\frac {\lambda }{m}}}

Дайындау[היום-מחר

Кесу компакт-диск болып саналады мүмкін дифракциялық тор.
Жақсы тор талап өте жоғары дәлдікпен жасау. Егер ең болмаса бір щель көптеген болады салынуы қатесі бар болса, онда тор болады бракована. Машина жасау үшін торлар берік және терең встраивается арнайы іргетасы. Алдында тікелей дайындау торлары, машина жұмыс істейді 5-20 сағат жүрісте тұрақтандыру үшін барлық тораптар. Кесу торлар созылады дейін 7 тәулік бұрын, бірақ уақыт жағу штрихтың құрайды 2-3 секунд.

Қолдану[היום-מחר
Дифракционную торды қолданады спектрлік аспаптарда, сондай-ақ ретінде оптикалық датчиктер сызықтық және бұрыштық орын ауыстырулар (өлшеу дифракциялық торлар), поляризаторов және сүзгілерді инфрақызыл сәуле бөлгіштерінің бума интерферометрах және деп аталатын “антибликовых” көзілдірік.

Мысалдар[өңдеу | қайнарын қарау]

Дифракция компакт-диск
Бірі қарапайым және кең таралған тұрмыста мысалдар шағылдырғыш дифракционных тор — компакт-диск. Жер бетінде cd — дорожка түрінде спираль қадамы 1,6 мкм между витками. Шамамен үштен бір бөлігі енінен (0,5 мкм), осы жолдар бос тереңдетумен (бұл жазылған деректер), рассеивающим падающий оған жарық, шамамен үштен екі бөлігі (1,1 мкм) — нетронутая мұқабасы көрсететін жарық. Осылайша, компакт-диск — отражательная дифракциялық тор кезеңімен салыстырғанда 1,6 мкм. Бұдан басқа, мұндай бейнелеу дифракциялық тор болып табылады және бос CD-R диск, және бос DVD диск, өйткені оларда бар спиральды дорожка жіберу үшін сәуленің лазерлік жазу кезінде ақпарат. Бұл кезеңде торлар үшін DVD — 0,74 мкм.

Құрамына көрінетін жарықтың кіреді монохроматические толқындар әр түрлі мәндерімен ұзындықтар. Бұл сәулелену қыздырылған тел (жіп шамдар) толқындар ұзындығының үздіксіз толтырады барлық диапазоны көрінетін жарық. Мұндай сәуле шығару деп аталады және ақ жарық. Жарық, испускаемый, мысалы, газды-разрядты шамдары бар және басқа да көптеген көздері, құрамында жекелеген монохроматические құрайтын кейбір бөлінген мәндерімен толқын ұзындықтары. Жиынтығы монохроматических компонент сәулелену спектрін деп аталады. Белый свет бар үздіксіз спектрі, сәулелену көздерін, жарық испускается атомдарымен заттар бар дискретті спектрін. Аспаптар, олардың көмегімен зерттеледі спектрлер сәулелену көздерін деп аталады спектральными аспаптармен.

Үшін ыдырау сәулелену спектрі простейшем спектральном аспабында пайдаланылады призма (сур. 3.10.1). Қолданысқа призмалар негізделген құбылыс дисперсия, яғни байланысты сыну көрсеткішінің n зат толқын ұзындығы жарықтың λ.
Сурет 3.10.1.
Жіктеу сәулелену спектрі көмегімен призмалар
Щель S, оған құлайды зерттелетін сәуле орналасқан фокальной жазықтықта линзалар Л1. Бұл бөлігі аспаптың деп аталады коллиматором. Выходящий бірі-линза параллель байламы жарық німділігі призмасы P. Салдарынан дисперсия жарық әр түрлі толқын ұзындықтары шығады призмалар-әр түрлі бұрыштары. “Фокальной жазықтықта линзалар Л2 орналасқан экран немесе фотопластинка, онда назар аударады сәуле шығару. Нәтижесінде түрлі орындарда экран бейнесі туындайды кіру саңылауының S жарықта әртүрлі толқын ұзындықтары. Барлық мөлдір қатты заттардың (шыны, кварц), соның ішінде жасалады призмалар, сыну көрсеткіші n диапазонында көрінетін жарық убывает ұлғайта отырып, толқын ұзындығы λ, сондықтан призма қатты қабылдамайды бастапқы бағыттары көк және күлгін сәулелері және аз – қызыл. Монотонно убывающая тәуелділігі n (λ) деп аталады қалыпты дисперсией.

Бірінші тәжірибе бойынша разложению ақ жарықтың спектрін жүзеге асырылды И. Ньютон (1672 ж.).

Бұл спектрлік аспаптарда жоғары сынып оқушылары орнына призмалар қолданылады дифракциялық торлар. Торлар білдіреді кезеңдік құрылымын, выгравированные арнайы делительной машинаны бетінде шыны немесе металл пластинка (сур. 3.10.2). Менің жақсы торларды параллель бір-біріне штрихтар бар ұзындығы шамамен 10 см, ал әрбір миллиметр дейін тиесілі 2000 сызықтар. Бұл ретте, жалпы ұзындығы торлар жетеді 10-15 см Дайындау осындай торларды қолдануды талап етеді, ең жоғары технология. Іс-тәжірибеде қолданылады және одан да көп өрескел торлар 50 – 100 үзік арналған миллиметр жазылған бетіне мөлдір пленка. Ретінде дифракциялық торлар қолданылуы мүмкін тілімін компакт-диск немесе тіпті сынығы граммофонной пластинкалар. 

Тән көрінісі толқындық қасиеттерінің жарық болып табылады

дифракция жарықтың ауытқуы жарық жылғы түзу сызықты таралуының күрт неоднородностях. Дифракциясы ашылып, Ф. Гримальди XVII ғ. аяғында. Түсініктеме құбылысты дифракция жарық берілді Т. Юнг пен О. Френелем ғана емес, берді сипаттамасы эксперименттер байқау жөніндегі құбылыстардың интерференция және дифракция света, бірақ түсіндірді қасиеті тік сызықты жарықтың таралу тұрғысынан толқындық теориясы.

Френельдің Зоналық Әдісі

Жарықтың заттармен әсерлесуі: толқындық беті кез келген уақытта білдіреді ғана емес, огибающую екінші реттік толқындар, ал нәтижесі олардың интерференция.

Табу үшін амплитудасын жарық толқын нүктелік монохроматического жарық көзі Ал еркін нүктесінде Туралы изотропты ортаның, керек жарық көзі қоршап саласы радиусы r=ct. Жарық-электромагниттік толқын қайталама көздерінің орналасқан бұл үстіңгі, амплитудасын анықтайды қарастырылып отырған нүктесінде, яғни, қажет қосу когерентных тербеліс барлық қайталама көздерін толқындық беті. Өйткені қашықтық, олардың нүктесінен Туралы әрқилы болса, онда тербелістер келетін болады, әр түрлі фазаларында. Ең төменгі нүктесінен қашықтық Туралы толқындық беттің сияқты r0. Бірінші Френель аймағы шектеледі нүктелері толқындық бетінің арақашықтық дейін нүктелері Туралы тең Алғашқы Френель аймағы, онда λ — ұзындығы жарық толқыны. Екінші аймақ Екінші аймақ Френель.

Осыған ұқсас басқа да аймақтарының шекаралары анықталады. Егер жол айырмасы екі көршілес аймақтар жартысына тең толқын ұзындығы болса, онда тербелістер олардан келеді нүктесі Туралы қарама-қарсы фазасы байқалады интерференционный кем дегенде, егер жол айырмасы толқын ұзындығына тең болса, онда байқалады интерференционный максимум.

Осылайша, егер кедергілері укладывается бүтін сан толқын ұзындықтары, онда олар өтейді бір-біріне және осы нүктеде минимум байқалады (қара дақ). Егер тақ санды полуволн, онда максимум байқалады (жарық дақ).

Есеп айырысу түсінуге мүмкіндік берді, яғни жарық нүктелі көзден испускающего сфералық толқындар жетеді”, – еркін нүкте Туралы кеңістік.

Френельдің Зоналық Әдісі

Френельдің Зоналық Әдісі

Дифракция, түрлі кедергілер:

от биязы проволочки;
от дөңгелек тесіктер;
от дөңгелек непрозрачного экран.
Дифракция, түрлі кедергілер

Дифракция жатқан қандай заттар кез келген мөлшерін ғана емес, соизмеримых толқын ұзындығы λ. Қиындықтар бақылау жасалады, оның салдарынан малости ұзындығы жарық толқыны интерференционные максимум қамтамасыз орналасады, өте бір-біріне жақын, ал олардың қарқындылығы тез убывает.

от биязы проволочки

Дифракция байқалады жақсы қашықтықта Дифракциясы байқалады жақсы қашықтықта орналасқан.

Егер дифракция невидна мен сонда қатты көлеңке, онда дифракция невидна мен сонда қатты көлеңке

(d – диаметрі экран). Бұл ара қатынасын анықтайды, қолданылу шекарасы геометриялық оптика. Егер бақылау жүргізіледі қашықтықта ара қатынасын анықтайды, қолданылу шекарасы геометриялық оптика,

мұндағы d—заттың мөлшері, онда байқалған жарықтың толқындық қасиеті. – Сур. көрсетілген үлгі тәуелділігі тәжірибе нәтижелерін тарату толқындардың арақатынасына байланысты мөлшерін кедергілер және толқын ұзындығы.

от дөңгелек тесік

Интерференционные суреттер бойынша әр түрлі нүктелері пәнінің жабылады, және сурет смазывается, сондықтан құрал бөледі жекелеген бөлшектер зат. Дифракция белгілейді шегі рұқсат беретін қабілеті кез-келген оптикалық аспап. Ажыратушы қабылеттігі адам көз шамамен тең бір бұрыштық минутта: ,

қайда D — диаметрі қарашықтың; телескоптың α=0,02″ микроскоптың ұлғайту аспайтын 2-103. Көруге болады заттар, олардың мөлшері соизмеримы ұзындығы жарық толқыны.

от дөңгелек непрозрачного экран

Дифракциялық тор

Дифракциялық тор жүйесі кедергілер (параллель сызықтар), салыстырмалы мөлшері бойынша, толқын ұзындығы.

Шамасы d = a + b деп аталады тұрақты (кезеңі) дифракциялық торлар, мұндағы а — саңылау ені; b — ені жабық. Бұрышы φ – ауытқу бұрышы жарық толқындарының салдарынан дифракция. Біздің міндет – анықтау байқалатын болады еркін бағытта φ – максимум немесе минимум. Оптикалық жол айырмасы Оптикалық жол айырмасы шарттары максимум интерференциясы аламыз: шарттары максимум интерференциясы аламыз. Мысалы: дифракциялық тордың формуласы – дифракциялық тордың формуласы. Шамасы k — тәртібі дифракционного максимум

( тең 0, ± 1, ± 2, және т. б.).