5.1 Дифракция
.pdfДифракционный спектр
|
|
|
|
|
|
• Белый свет |
|
дифракционная |
экран |
||||||
|
|
т = 1 |
содержит |
весь |
|||
решётка |
|
|
|||||
|
|
|
видимый |
диапазон |
|||
|
|
|
|
|
т = 0 белый |
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
длин волн: |
||
белый свет |
|
|
|
|
|
[ 400 , 760 ] нм |
|
|
|
|
|
|
т = -1
d sin m
белый свет
красный
λ = 760 нм
фиолетовый
λ = 400 нм
Характеристики дифракционной решетки
1. Угловая дисперсия D определяет угловое расстояние между двумя спектральными линиями, отличающимися по длине волны
на единицу: |
|
1 |
||
D |
d |
; |
||
d |
м |
|||
|
|
Взяв дифференциал от соотношения d sin m при данном m, получим d cos d m d
ДР
L
d
+d
D m
d cos
2. Разрешающая способность R определяет минимальную разность близких длин волн δλmin, при которой две линии
воспринимаются в спектре раздельно: |
R |
|
mN |
|
|
|
|||
N – число щелей решетки |
min |
|||
|
|
Критерий Рэлея: спектральные линии разных длин волн, но одинаковой интенсивности считаются полностью разрешенными, если середина одного максимума (для длины волны ) совпадает с краем другого – с минимумом для длины волны ( + )
I I0
I 0,8 I0
+
Разложение света по спектральным составляющим можно наблюдать и без использования линз. Для этого понадобится фотоаппарат PH и дифракционная решётка DG-2/1-4000 .
Сфокусируем фотоаппарат на удалённую щель и разместим перед объективом дифракционную решётку.
На матрице (или плёнке) фотоаппарата сфокусируются одна белая и множество цветных линий, которые соответствуют спектральным составляющим излучения лампы.
Фотография спектра рассеянного дневного света
На фотографии изображён линейчатый спектр ртутной лампы
Нарезка компакт-диска может считаться дифракционной решёткой
Компакт диск — отражательная дифракционная решётка с периодом 1,6 мкм.
Дифракция на пространственной решётке
Кристаллическая решётка
d
d sin |
d sin |
Формула Вульфа-Брэггов 2d sin k (15)
d – расстояние между атомными плоскостями кристалла;– угол скольжения; k – порядок интерференции (max); λ ~ d ~ 10-10 м - рентгеновсое излучение
Рентгеноструктурный анализ ( , ) d
Рентгеновская спектроскопия (d , )
Уильям Генри Брэгг |
сэр Уильям Лоренс Брэгг |
(1862-1942) |
(1890-1971) |