Лекция5 Дифракция на пространственной решетке

Пространственная дифракционная решетка-такая, практически неоднородная среда, неоднородности которой повторяются при изменение всех 3 координат (пример-кристал. Решетка твердого тела). Частицы, которые находятся в узлах кристаллической решетки играют роль упорядоченно расположенных центров, когерентно рассеивающих падающий на них свет. Пусть d1,d2,d3- периоды решетки по 3 осям координат. По дифракции Фроунгофера главные максимумы должны удовлетворять:

D1(cosa-cosa1)=n1a, D2(cosB-cosbB)=n2a, D1(cos[гамма]-cos[гамма]1)=n3a- усл. Лауэ.A,B,[гамма]- углы между осями координат и направлении распр. Падающего дифр. Света.N1,n2,n3- целые числа опред. Порядокmaxуглов. Из 3 угловa1,b1,.. –независимы только 2 угла. Если оси координат взаимно перпендикулярны, то между углами должно выполнятьсяcos^2(a)+cos^2(B)+..=1. При произвольном задании направление падающего монохром. Света с длиной волныa, нельзя найти углы которые одновременно удовл. Геом. Соотношению и условию Лауэ.N1=n2=n3=0,a=a0,B=B0…Дляmaxпорядкаn1,n2,n3 при заданныхa0,B0,[гамма]0 необх. Чтобы длина волныa была строго определенного значения.

Если длина волны фиксированная, то условие Лауэ и геом. Соотношение между углами можно одновременно удовл. Путем соотв. Выбора направления падения света. Из условия Лауэ следует что если a>=2dmax, гдеdmax- наиб. Из значенийd1,d2,d3, то должны отсутствовать все диф.Maxкроме 0 порядка. Свет с такими длинами волн будет распространяться в среде не испытывая дифракцию. Условияa>=2dmax- условие оптической однородности среды.Для видимого света кристаллы являются оптически однородной средой. В случае рентгеновских лучей кристаллы представляют собой естеств. Дифр. Решетки.

Дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах можно объяснить интерф. Излучения которое проходят через узлы кристаллической решетки. Эти плоскости сетчатые, расстояние между ними опред. Расстоянием между кристаллами ,а угол между кристаллами и сетчатой плоскостью называется углом скольжения. BC+BD=2dsinQ. Результат интер. Отражения лучей зависит от разложения хода. Отражение будет наблюдаться только в тех направлениях, которые соотв. Дифр.Max, которые удовлетворяют условию Вульфа-Брэгго 2dsinQ=ma,m=1,2,3…

Голография Поляризация света

Свет, испускаемый обычными источниками представляет собой набор множеств плоскополяризованных цугов волн, векторы напряженности E’ наблюдаются вдоль всевозможных направлений перпендикулярных направлению луча. Если свет посылается естественным и ни одного из указ. Направленным колебания не является преимущественным. В естеств. СветаE’совершает в каждый момент времени колебания, направления которых быстро и беспорядочно изменяются в плоскости перпендикуляра лучей. В свете имеется преимущественное направление колебаний вектораE’.

Поляризация света- выделение линейно поляризованного света из естественного или частично поляризованного света. Для этой цели используется специальные устройства- поляризаторы. Их действие основано на поляризации света при его отражении и преломление на границе разделов 2 диэлектрических сред. Это же устройство можно использовать и в качестве анализатора. Пусть на анализатор, перпендикулярный плоскости рисунка падает линейно поляризованный свет, Эл. Вектор которого E’pнаправлен вдоль некоторого направленияp-p. Падающий свет можно представить в виде суммы 2 форм, кот. линейно поляризованы во взаимно перпендикулярных областях.

Волна с вектором E’1 колеблется вдоль перпендикуляраa-a, с амплитудойA1=Apsinaи волна не может пройти через анализатор.E’2 колеблется только вдольa-aс амплитудойA2=Apcosa. Эта волна полностью проходит через анализатор.A1=A2=Apcosa. Интенсивность прохождения падающего светаIa=Ipcosa*cosa- закон Малюса.

При изучение закономерностей поляризации света в результате отражения и преломления естественного света, естественный свет удобно рассматривать как совокупность одинаковых по интенсивности линейно поляризованных волн 2 типов. Sиp. ВолнаSтипа определяется тем, чтоE’ перпен. Плоскости падения, аpтипа:E’ лежит в плоскости падения. Коэф. ОтраженияRs>Rpпоэтому в отличие от падающего света отраженный и преломленный свет оказываются частично поляризованными. В отраженном свете будут преобладать колебания волнsтипа. Есть понятие угла падения-i- угол Брюстера. Закон Брюстера- отраженный свет полностью линейно поляризован при угле паденияi=iбр, который удовл. Условиюtgiбр=n21.

Если i=iбр, то отраженный и преломленный лучи взаимно перпен. И коэф. Отражения дляpволны:Rp=0, отражаются только волныsтипа. ОднакоRs<1. Поютому проходящий свет оказывается частично поляризован. Степень поляризации света можно повысить проводя ряд последовательных отражений и преломлений. По класс. Электронной теории образованные отраженные волны обусловлены вторичными волнами, которые излучаются молекулами, которые представляются осцилляторами, отражающими свой скелет.

Sтипу будут соотв. Осцилляторы в виде Эл. Диполей, оси которых будут перпен. Плоскости падений. Из полярной диаграммы направленности излучения диполя следует чтоI=f(Q)- явл. Сложной зависимостью ,maxкоторой соотв.Q=pi/2, т.е. диполь излучает в направлении совпад. С плоскостью, проходящей через середину диполя перпен. К его оси.I=sinQ^2/r^2.I(Q=0)=0 Волнеpтипу соотв. Осциллятор, оси которого лежат в плоскости падения и перпен. Направлены прямолинейного луча. Осциллятор вдоль своей оси не излучаетAприi=iбр отраженный луй= преломленному, значит он // осям осциллятора. Приi=iбр указанные осцилляторы не излучают направление отраж. Света и всегда в отраженную волну не вносят отраженный свет полностью линейно поляризован и соответствует волнеsтипа.