Дифракционная решетка. Дифракционный спектр

Дифракционная решетка - оптическое устройство, представляющее собой совокупность большого числа параллельных, обычно равноотстоящих друг от друга щелей.

Дифракционную решетку можно получить нанесением непрозрачных царапин (штрихов) на стеклянную пластину. Суммарную ширину щели a и промежуткаb между щелями называют постоянной или периодом решетки: c = a + b

Пусть на решетку нормально падает плоскопараллельный пучок когерентных волн, то вторичные волны идущие по всевозможным направлениям, будут интерферировать, формируя дифракционную картину. Выберем некоторое направление вторичных волн под углом aотносительно нормали к решетке. Лучи, идущие от крайних точек двух соседних щелей, имеют разность хода, равную с· sin a. Если это разность хода кратна целому числу длин волн, то при интерференции возникнут главные максимумы, для которых выполняются условия: (1) с · sin a = ± kl;гдеk=0,1,2,3…- порядок главных максимумов. Они располагаются симметрично относительно центрального (k=0, a=0). Равенство (1) является основной формулой дифракционной решетки. Между главными максимумами образуются минимумы (добавочные), число которых зависит от числа всех щелей решетки. Между любыми двумя соседними главными максимумами наблюдается N –1, удовлетворяющих условию: с· sin a = ± (N +1)l/ N , ± (N +2)l/ N ; ± (2N -1)l/ N ;

При падении на решетку белого или иного немонохроматического света каждый главный максимум, кроме центрального, окажется разложенным в спектр. В этом случае k указывает порядок спектра. Таким образом, решетка, как и щель, является спектральным прибором, поэтому для нее существенны характеристики, которые позволяют оценить возможность различения (разрешения) спектральных линий.

Разрешение спектральных линий количественно оценивается разрешающей способностью, равной отношению длины волны к наименьшему интервалу длин волн, которые еще могут быть разрешены: R=l/Dl. R = kN – разрешающая способность дифракционной решетки тем больше, чем больше порядок k спектра и число N штрихов.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 167; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!