Лабораторный практикум по общей физике. Оптика. Карпов А.В - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МУПОЧ «Дубна» | Дубна

Составители: 

Рубрика: 

Лабораторная работа 5
Дифракция лазерного света на дифракционной решетке.
Определение параметров различных дифракционных решеток.
Дифракционной решеткой можно называть любую периодическую или близкую к
периодической, структуру.
Оптики называют дифракционными решетками стеклянные или металлические пластины, на
которые нанесены параллельные штрихи через строго определенные интервалы.
Мы будем рассматривать дифракцию когерентного света на непрозрачном экране с
периодически расположенными прямоугольными отверстиями. Размер отверстия (щели) – b. Расстояние
между двумя соседними щелями (период решетки) – d (рис. 1).
Рис. 1. Дифракционная решетка с прямоугольными щелями
Участок решетки длины d будем называть элементом решетки. Общий размер решетки, в
направлении перпендикулярном к ее элементам, D = Nd, где N – число элементов решетки.
Наибольший интерес представляет дифракция Фраунгофера на решетке. Мы рассматриваем
дифракционные явления при следующих условиях:
Падающая на решетку волна – плоская (точечный источник находится в "бесконечности", либо - в
фокальной плоскости линзы, формирующей параллельный пучок света).
Точка наблюдения находится либо в фокальной плоскости линзы, расположенной за решеткой
(так, чтобы главная оптическая ось линзы перпендикулярна плоскости решетки) либо в
"бесконечности", т.е. на столь большом расстоянии R от центра решетки, что справедливо следующее
неравенство:
2
b
R
λ
Можно показать, что в этом случае истинная разность хода лучей, приходящих в точку наблюдения от
разных щелей отличается от приближенного значения, используемого в расчетах, см. ниже формулу
(5.1), на величину много меньшую чем
λ
[2].
28
                                      Лабораторная работа 5
                    Дифракция лазерного света на дифракционной решетке.
                 Определение параметров различных дифракционных решеток.

      Дифракционной     решеткой   можно       называть   любую   периодическую   или   близкую   к
периодической, структуру.
      Оптики называют дифракционными решетками стеклянные или металлические пластины, на
которые нанесены параллельные штрихи через строго определенные интервалы.
      Мы будем рассматривать дифракцию когерентного света на непрозрачном экране с
периодически расположенными прямоугольными отверстиями. Размер отверстия (щели) – b. Расстояние
между двумя соседними щелями (период решетки) – d (рис. 1).




                     Рис. 1. Дифракционная решетка с прямоугольными щелями


    Участок решетки длины d будем называть элементом решетки. Общий размер решетки, в
направлении перпендикулярном к ее элементам, D = Nd, где N – число элементов решетки.
    Наибольший интерес представляет дифракция Фраунгофера на решетке. Мы рассматриваем
дифракционные явления при следующих условиях:
    Падающая на решетку волна – плоская (точечный источник находится в "бесконечности", либо - в
фокальной плоскости линзы, формирующей параллельный пучок света).
    Точка наблюдения находится либо в фокальной плоскости линзы, расположенной за решеткой
(так, чтобы главная оптическая ось линзы перпендикулярна плоскости решетки) либо в
"бесконечности", т.е. на столь большом расстоянии R от центра решетки, что справедливо следующее
неравенство:
                                                 b2
                                           R
                                                 λ
Можно показать, что в этом случае истинная разность хода лучей, приходящих в точку наблюдения от
разных щелей отличается от приближенного значения, используемого в расчетах, см. ниже формулу
(5.1), на величину много меньшую чем λ [2].
                                                  28

Страницы