26. Дифракция Фраунгофера на щели, на прямоугольном и круглом отверстиях.

Установка для наблюдения дифракции (рис 1) содержит источник света S1, объектив для создания параллельного пучка лучей L1, щель, на которой наблюдается дифракция L2, объектив L2, фокусирующий изображение на экран P. В качестве источника света берется не точечный источник, а тоже щель, параллельная той, на которой наблюдается дифракция. Так больше света.

Дифракция на круглом отверстии.

Расчет более сложен, однако результат предсказуем. Картинка получается в виде светлого пятна, обрамленного темными и светлыми кольцами. Угловой радиус первого темного кольца (определяющий радиус центрального светлого пятна) определяется из где R – радиус

отверстия. В главном максимуме («диск Эйри») сосредоточено около 84% всей световой энергии, прошедшей в отверстие.

27. Дифракция Фраунгофера на регулярных структурах: на одномерной дифракционной решетке; на двумерной дифракционной решетке; на трехмерной дифракционной решетке.

Большое практическое значение имеет дифракция, наблюдаемая при прохождении света через одномерную дифракционную решетку — систему параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками. Рассматривая дифракцию Фраунгофера на щели, мы видели, что распределение интенсивности на экране определяется направлением дифрагированных лучей. Это означает, что перемещение щели параллельно самой себе влево или вправо не изменит дифракционной картины. Следовательно, если перейти от одной щели ко многим (к дифракционной решетке), то дифракционные картины, создаваемые каждой щелью в отдельности, будут одинаковыми.

Дифракционная картина на решетке определяется как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей, т. е. в дифракционной решетке осуществляется многолучевая интерференция когерентных дифрагированных пучков света, идущих от всех щелей.

28. Спектральный анализ в оптике; призменные спектральные приборы и их основные характеристики.

Оптическая схема призменного спектрографа.

Оптическая схема призменного спектрографа: 1 - входная щель, 2 - коллиматорный объектив, 3 - призма, 4 - камерный объектив, 5 - фотопластинка, d - действующее отверстие прибора, b - длина основания призмы, j - угол отклонения луча призмой.

Принципиальная схема призменного спектрографа представлена на рис. Спектрограф имеет три основные части: коллиматор, состоящий из объектива 2 с фокусным расстоянием f1 и щели 1, установленной в фокусе объектива; диспергирующую систему 3, состоящую из одной или нескольких преломляющих призм; и камеру, состоящую из объектива 4 с фокусным расстоянием f2 и фотопластинки 5, расположенной в фокальной плоскости объектива. Показатель преломления материала призмы не одинаков для различных длин волн: n=n(l ). Поэтому неоднородный по спектральному составу параллельный пучок лучей, формируемый коллиматором и падающий на призму, разбивается в ней на монохроматические пучки, идущие по разным направлениям. Камерный объектив 4 собирает эти пучки в своей фокальной плоскости, создавая на фотопластинке 5 последовательность монохроматических изображений щели - спектральные линии. В своей совокупности последние и образуют спектр исследуемого источника света.