Частные вопросы курса физики. Александров В.Н - 180 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МПГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

179
Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка
A
O
Э
F
к
к
d
a
b
Y
I
Рис. 10.17
Дифракция Фраунгофера наблюдается в случае падения на объект
(отверстие) плоской монохроматической волны, когда расстояние до экрана
стремится к бесконечности. Поэтому для наблюдения этой дифракции на
экране, расположенном на конечном расстоянии от объекта, перед ним на
фокусном расстоянии устанавливается собирающая линза. Фраунгофер впервые
применил этот метод наблюдения дифракции и создал первые дифракционные
решетки.
Такая решетка на пропускание света представляет собой систему
параллельных щелей шириной b, разделенных непрозрачными промежутками
шириной а (рис. 10.17). Величина d=а+b называется постоянной решетки (или
периодом). Обратная ей величина n=1/d определяет число штрихов на единицу
длины. При длине решетки L полное число штрихов N=nL. Хорошие
современные решетки имеют до 2000 штрихов на 1 мм при общей длине 250
мм. Таким образом, полное число штрихов достигает значение N=5∙10
5
!
Пусть на решетку нормально падает плоская монохроматическая волна с
длиной волны λ. Разность хода между колебаниями от соседних щелей (рис.
10.17), которая возникает при распространении света за решеткой по
направлению θ
к
, равна
Δ=d sin θ
к
. (10.14)
В точке наблюдения А на экране будет наблюдаться максимум
освещенности, если волны от щелей придут в нее в фазе, то есть Δ=k λ, где
k=0,±1,±2… . Тогда, сравнивая это Δ с (10.14), получим условие наблюдения
главных максимумов дифракционной решетки: 
           Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка


                                                         I
                          d


                                                 A



                              к           к
                                                 O




                      b
                                                 Э
                                            F
                          a
                                                     Y


                                   Рис. 10.17

    Дифракция Фраунгофера наблюдается в случае падения на объект
(отверстие) плоской монохроматической волны, когда расстояние до экрана
стремится к бесконечности. Поэтому для наблюдения этой дифракции на
экране, расположенном на конечном расстоянии от объекта, перед ним на
фокусном расстоянии устанавливается собирающая линза. Фраунгофер впервые
применил этот метод наблюдения дифракции и создал первые дифракционные
решетки.
    Такая решетка на пропускание света представляет собой систему
параллельных щелей шириной b, разделенных непрозрачными промежутками
шириной а (рис. 10.17). Величина d=а+b называется постоянной решетки (или
периодом). Обратная ей величина n=1/d определяет число штрихов на единицу
длины. При длине решетки L полное число штрихов N=nL. Хорошие
современные решетки имеют до 2000 штрихов на 1 мм при общей длине 250
мм. Таким образом, полное число штрихов достигает значение N=5∙105!
    Пусть на решетку нормально падает плоская монохроматическая волна с
длиной волны λ. Разность хода между колебаниями от соседних щелей (рис.
10.17), которая возникает при распространении света за решеткой по
направлению θк, равна
                                   Δ=d sin θк.                  (10.14)
    В точке наблюдения А на экране будет наблюдаться максимум
освещенности, если волны от щелей придут в нее в фазе, то есть Δ=k λ, где
k=0,±1,±2… . Тогда, сравнивая это Δ с (10.14), получим условие наблюдения
главных максимумов дифракционной решетки:
                                                                  179

Страницы