ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
83
точку экрана будут взаимно уничтожаться. Действительно, для
каждого луча любой зоны существует луч в соседней зоне , который
находится с ним в противофазе. Следовательно, любые два симметричные
луча от двух соседних зон будут взаимно уничтожаться, т.е., одна зона
будет гасить другую , соседнюю с ней . Таким образом , условие (2)
определяет положение на экране темных полос - минимумов света .
Если же угол дифракции выбрать таким , что в щели будет
укладываться нечетное число зон Френеля, то, очевидно,
2
)12(sin
λ
ϕ +==∆ ka
(3)
В этом случае одна зона не будет иметь парной себе, которая уничтожила
бы ее действие, и лучи в этом направлении дадут максимум освещенности.
Таким образом , условие (3) определяет положение на экране светлой
полосы - максимума света . (На рис.1 в щели укладываются три зоны
Френеля.)
Ясно , что при непрерывном изменении угла ϕ мы последовательно
будем наблюдать темные и светлые полосы . Центральный максимум будет
расположен в точке 0 против центра щели . По обе стороны от него
интенсивность будет спадать до первого минимума, а затем подыматься до
следующего максимума и т.д., как это показано на рис.1.б. На экране Е
будут наблюдаться, как это показано на рис.1.в, перемежающиеся светлые
и темные полосы с постепенными переходами между ними. Центральная
полоса будет наиболее яркой , а освещенность боковых максимумов будет
убывать от центра к периферии. Ширина и число этих полос будут
зависеть от отношения длины световой волны λ к ширине щели α.
Совокупность большого числа узких параллельных щелей ,
расположенных близко друг от друга , называется дифракционной
решеткой .
Рассмотрим ряд щелей одинаковой
ширины α, расположенных на равных
расстояниях b друг от друга . При
прохождении света через систему таких
одинаковых щелей дифракционная картина
значительно усложняется. В этом случае
дифрагирующие лучи от отдельных щелей
налагаются друг на друга в фокальной
плоскости линзы и интерферируют между
собой .
Пусть свет с длиной волны λ падает нормально на дифракционную
решетку (рис.2). За щелями в результате дифракции лучи будут
распространяться по различным направлениям .
Рассмотрим лучи, составляющие угол ϕ с нормалью к
дифракционной решетке. Разность хода лучей , проходящих через левые
края первой и второй щелей , равна
a
b
A
B
C
φ
Рис.2
83 точк у эк ра на будут вза им но уничтожа ться. Д ействительно, для к а ждого луча лю бой зоны сущ ествует луч в соседней зоне, к оторы й на ходится с ним в противоф а зе. С ледова тельно, лю бы е два сим м етричны е луча от двух соседних зон будут вза им но уничтожа ться, т.е., одна зона будет га сить другую , соседню ю с ней. Т а к им обра зом , условие (2) определяетположение на эк ра не тем ны х полос - м иним ум овсвета . Е сли же угол диф ра к ции вы бра ть та к им , что в щ ели будет ук ла ды ва тьсянечетное число зонФ ренеля, то, очевидно, λ ∆ = a sin ϕ = (2 k + 1) (3) 2 В этом случа е одна зона не будет им еть па рной себе, к отора я уничтожила бы ее действие, и лучи вэтом на пра влении да дутм а к сим ум освещ енности. Т а к им обра зом , условие (3) определяет положение на эк ра не светлой полосы - м а к сим ум а света . (Н а рис.1 в щ ели ук ла ды ва ю тся три зоны Ф ренеля.) Ясно, что при непреры вном изм енении угла ϕ м ы последова тельно будем на блю да ть тем ны е и светлы е полосы . Центра льны й м а к сим ум будет ра сположен в точк е 0 против центра щ ели. П о обе стороны от него интенсивность будетспа дать до первого м иним ум а , а за тем поды м а тьсядо следую щ его м а к сим ум а и т.д., к а к это пок а за но на рис.1.б. Н а эк ра не Е будутна блю даться, к а к это пок а за но на рис.1.в, перем ежа ю щ иеся светлы е и тем ны е полосы с постепенны м и переходам и м ежду ним и. Центра льна я полоса будет на иболее ярк ой, а освещ енность бок овы х м а к сим ум ов будет убы ва ть от центра к периф ерии. Ш ирина и число этих полос будут за висеть ототнош ениядлины световой волны λ к ш ирине щ ели α. С овок упность больш ого числа узк их па ра ллельны х щ елей , ра сположенны х близк о друг от друга , на зы ва ется диф ра к ционной реш етк ой . Ра ссм отрим ряд щ елей одина к овой ш ирины α, ра сположенны х на ра вны х A b B ра сстояниях b друг от друга . П ри a прохождении света через систем у та к их φ одина к овы х щ елей диф ра к ционна я к а ртина C зна чительно усложняется. В этом случа е диф ра гирую щ ие лучи от отдельны х щ елей Рис.2 на ла га ю тся друг на друга в ф ок а льной плоск ости линзы и интерф ерирую т м ежду собой. П усть светс длиной волны λ па да етнорм а льно на диф ра к ционную реш етк у (рис.2). За щ елям и в результа те диф ра к ции лучи будут ра спростра нятьсяпо ра зличны м на пра влениям . Ра ссм отрим лучи, соста вляю щ ие угол ϕ с норм а лью к диф ра к ционной реш етк е. Ра зность хода лучей, проходящ их через левы е к ра япервой и второй щ елей, ра вна
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- …
- следующая ›
- последняя »