Дифракційна решітка як спектральний прилад - студопедія

Положення вузьких головних максимумів залежить від довжини хвилі. Це дозволяє використовувати решітку в якості спектрального приладу. Решітка здатна розкладати світло в спектр. Для цього можуть бути використані дифракційні максимуми різних порядків (крім m = 0). Практично, однак, використовуються головні максимуми, розташовані в межах основної пелюстки діаграми випромінювання одиночної щілини, що має полуширину. Звідси можна отримати оцінку:.

Кутовий дисперсією спектральних приладів називається величина

У разі решітки, кутова дисперсія дорівнює

Наближене вираження справедливо в разі малих дифракційних кутів.

Роздільною здатністю спектрального приладу прийнято називати відношення

де - мінімальний інтервал між двома близькими спектральними лініями, при якому вони можуть бути дозволені, тобто, відокремлені одна від одної. Як критерій дозволу використовується зазвичай критерій дозволу Релея. Спектральні лінії з близькими значеннями і вважаються дозволеними, якщо головний максимум дифракційної картини для однієї спектральної лінії збігається за своїм становищем з першим дифракційним мінімумом для іншої спектральної лінії (див. Рис.10).

1. Демонстрація дифракції на CD диску.

Показ комп'ютерних демонстрацій.

Модель1. Дифракційна решітка.

У комп'ютерній моделі (рис.11) можна змінювати період решітки d і довжину світлової хвилі # 955 ;. Можна вибирати номер m за допомогою наведення мишею на обраний головний максимум. На дисплеї висвічується координата ym обраного максимуму на екрані, розташованому в фокальній площині лінзи. Необхідно звернути увагу студентів на те, що масштаби по горизонталі і вертикалі відрізняються приблизно в 5 разів. Тому зображувані на екрані кути # 952; m сильно перебільшені. рис.11

Модель 2. Роздільна здатність (рис.12).

Нехай, наприклад, N = 8, b = 10 мкм і d = 100 мкм. Виберемо = 500 нм, = 10 нм.

У якому порядку решітка дозволяє такі спектральні компоненти?

Оскільки . отримаємо R = 50. Легко переконатися. використовуючи клавішу «Лупа», що обрана решітка дозволяє такі спектральні компоненти тільки в 6-му порядку. Збільшивши число щілин до N = 100, можна спостерігати дозвіл цих компонент вже в першому порядку.

Дифракційна решітка як спектральний прилад.

1 - дифракційна решітка; 2 - графік розподілу інтенсивності в дифракційної картині; 3 - параметри світла; 4 -параметри решітки.

а) - вибір масштабу графіка 2; b) -можливість збільшення графіку 2; с) -можливість збільшення ділянки графіка 2; d) -вибір параметрів світла; e) -вибір параметрів решітки.

7. Програма навчання. «Відкрита Фізика 2.6. Частина 2":

8. Scientific Center «PHYSICON»: of the course «Wave Optics on the Computer»

9. Диск або програма «Фізика в анімаціях»