4. Приближение Фраунгофера. Дифракционная решетка. Условия возникновения дифракционного максимума и минимума

Фраунгофера дифракция, дифракция слабо расходящегося (практически параллельного) пучка лучей света на неоднородности (например, отверстии), размер которой много меньше диаметра первой из зон Френеля.

Дифракционная решётка

Дифракционная решётка, оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа параллельных, равноотстоящих друг от друга штрихов одинаковой формы, нанесённых на плоскую или вогнутую оптическую поверхность.

Максимумы интерференционной картины от двух колеблющихся в одинаковой фазе источников получаются в тех местах, где разность хода равна целому числу длин волн, или, что то же, четному числу полуволн, а минимумы — в тех местах, где разность хода равна нечетному числу полуволн.

5. Дифракция Фраунгофера и спектральное разложение. Разрешающая способность и дисперсия дифракционной решетки.

Фраунгофера дифракция, дифракция слабо расходящегося (практически параллельного) пучка лучей света на неоднородности (например, отверстии), размер которой много меньше диаметра первой из зон Френеля

Разрешающая способность.

Разрешающей способностью спектрального прибора принято называть отношение

(3.9)

где – минимальный интервал между двумя близкими спектральными линиями, при котором они могут быть разрешены, то есть отделены одна от другой. В качестве критерия разрешения используется обычно критерий разрешения Рэлея. Спектральные линии с близкими значениями и считаются разрешенными, если главный максимум дифракционной картины для одной спектральной линии совпадает по своему положению с первым дифракционным минимумом для другой спектральной линии. Рис. 3.4. поясняет критерий Рэлея.

Рисунок 3.4.

Кретерий спектрального разрешения Рэлея.

Так как спектральные линии, изображенные на рис. 3.4, некогерентны, результирующая интенсивность равна сумме интенсивностей (сплошная кривая на рис. 3.4). Наличие провала в центре кривой распределения интенсивности указывает на условный характер критерия Рэлея.

Для разрешающей способности дифракционной решетки легко получить из выражения (3.3):

Угловая дисперсия дифракционной решетки:

где δ. - угловое расстояние между двумя спектральными линиями с разностью длин волн δλ, "фи" - угол дифракции, k=1,2,3...

6. Модели атома Томсона и Резерфорда. Модель атома Бора

Модели атома Томсона и Резерфорда

Согласно первой пудинговой модели, предложенной английским физиком Джозефом Джоном Томсоном, положительный заряд как бы размазан внутри объема атома. В атом как бы вкраплены отдельные электроны, нейтрализующие положительный заряд.

Модель атома Томсона

 

Модель атома Томсона

 

Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома, в которой атом представлен в виде миниатюрной Солнечной системы. Согласно этой модели, весь положительный заряд и почти вся масса атома (99,4%) сосредоточены в атомном ядре. Размер ядра ничтожно мал по сравнению с размером атома. Вокруг ядра по замкнутым эллиптическим орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Заряд ядра равен суммарному заряду электронов.

 

 

Модель атома Резерфорда

Боровская модель водородоподобного атома (Z — заряд ядра), где отрицательно заряженный электрон заключен в атомной оболочке, окружающей малое, положительно заряженное атомное ядро. Переход электрона с орбиты на орбиту сопровождается излучением или поглощением кванта электромагнитной энергии (hν).