Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки. Анисина И.Н - 8 стр.

UptoLike

Рубрика: 

8
.
D
r
D
λ
Откуда
.
D
F
r
λ
(1.4)
Выражение (1.4) показывает, что изображение звезд на
фотопластинке тем ближе к точечным, чем больше диаметр D объектива
телескопа и чем меньше его фокусное расстояние F.
Оценим разрешающую способность крупнейшего в мире советского
телескопа с диаметром объектива 6м:
.02,0020520
6
106,5
066057
7
м
м
D
λ
α
Следовательно, с помощью самого большого в мире оптического
телескопа можно различить на небе светящиеся объекты: звезды, детали на
поверхности планет, отстоящие друг от друга не менее чем на две сотые
угловой секунды.
Явление дифракции ограничивает и разрешающую способность
микроскопа. Очевидно, что если в изображении, построенном объективом
микроскопа, две светящиеся точки становятся неразличимыми в результате
наложения их дифракционных изображений, то дальнейшее увеличение
изображения с помощью окуляра не может сделать их различными.
Следовательно, как и в случае определения разрешающей способности глаза
и телескопа, минимальное угловое расстояние между точками, которые
могут быть разрешены как отдельные источники света, приблизительно
равно угловому радиусу
α
центрального светлого дифракционного пятна.
Согласно выражению (1.3), угол
α
выражается через диаметр объектива D и
длину световой волны
λ
:
.
D
λ
α
Обозначив расстояние от предмета до объектива микроскопа через d
(рисунок 6), получим для минимального линейного расстояния y между
двумя светящимися точками А и В , на котором они могут быть разрешены
при наблюдении в микроскоп, следующее выражение:
.
D
d
ady
λ
                                                 8

                                                     λ       r
                                                         ≈     .
                                                     D       D
      Откуда

                                         F′
                                            .    r≈λ         (1.4)
                                         D
       Выражение (1.4) показывает, что изображение звезд на
фотопластинке тем ближе к точечным, чем больше диаметр D объектива
телескопа и чем меньше его фокусное расстояние F.
       Оценим разрешающую способность крупнейшего в мире советского
телескопа с диаметром объектива 6м:

                      λ                        5,6 ⋅ 107 м
                 α≈       ⋅ 57 ⋅ 60 ⋅ 60′′ ≈               ⋅ 205200′′ ≈ 0,02.
                      D                            6м

       Следовательно, с помощью самого большого в мире оптического
телескопа можно различить на небе светящиеся объекты: звезды, детали на
поверхности планет, отстоящие друг от друга не менее чем на две сотые
угловой секунды.
       Явление дифракции ограничивает и разрешающую способность
микроскопа. Очевидно, что если в изображении, построенном объективом
микроскопа, две светящиеся точки становятся неразличимыми в результате
наложения их дифракционных изображений, то дальнейшее увеличение
изображения с помощью окуляра не может сделать их различными.
Следовательно, как и в случае определения разрешающей способности глаза
и телескопа, минимальное угловое расстояние между точками, которые
могут быть разрешены как отдельные источники света, приблизительно
равно угловому радиусу α центрального светлого дифракционного пятна.
Согласно выражению (1.3), угол α выражается через диаметр объектива D и
длину световой волны λ :

                                                             λ
                                                     α≈          .
                                                             D

       Обозначив расстояние от предмета до объектива микроскопа через d
(рисунок 6), получим для минимального линейного расстояния y между
двумя светящимися точками А и В , на котором они могут быть разрешены
при наблюдении в микроскоп, следующее выражение:

                                                                     λd
                                                y ≈ ad ≈                  .
                                                                     D