Дифракция
Автор: diana.abdraimova • Апрель 6, 2019 • Контрольная работа • 2,774 Слов (12 Страниц) • 913 Просмотры
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.И.Сәтпаев атындағы қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті
[pic 1]
Ә. Бүркітбаев атындағы Өнеркәсіптік инженерия институты
Инженериялық физика кафедрасы
№20 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС
ДИФРАКЦИЯ ҚҰБЫЛЫСЫН ЗЕРТТЕУ
[pic 2]
Зертханалық сабаққа арналған әдістемелік нұсқау
Алматы 2018
ДИФРАКЦИЯ ҚҰБЫЛЫСЫН ЗЕРТТЕУ
Жұмыстың мақсаты: дифракциялық тормен жарық дифракциясын бақылау, дифракциялық тордың периодын және жарық фильтрлерінің өткізу аймағын анықтау.
Құрал-жабдықтар: дифракциялық торлар, саңылауы бар экран, оптикалық орындық, жарық көздері (сынап шам, қыздыру шамдары).
1. ТЕОРИЯЛЫҚ КІРІСПЕ
Дифракция деп толқындардың бөгеттерді орағытып өтуін айтады. Жарық толқындарына қатысты дифракция жарықтың геометриялық көлеңке аймағына өтуін айтады.
Фраунгофер дифракциясы деп параллель шоқтардағы жарық дифракциясын айтады, оларды жазық толқындар көмегімен толқындық теория аймағында моделдейді.
[pic 3] 1 сурет. Бір саңылаудағы Фраунгофер дифракциясы. | Фраунгофер дифракциясын практикалық түрде 1 суреттен қарауға болады. Нүктелік жарық көзі S линзаның L1 фокусында орналасқан. Линзадан параллель жарық шоқтары шығады, оның жолында В деген саңылауы бар қайсыбір кедергі орналасқан. Сол бір бұрыш арқылы дифракцияға ұшыраған (мысалы φ) жарық толқындары L2 линзадан өтіп, Э экранның қайсыбір Р нүктесінде жиналады, ол линзаның фокалды жазықтығында орналасқан L2. Экрандағы дифракциялық көріністің түрі саңылаудың формасынан, шамасынан және оған түсетін жарықтың толқын ұзындығынан тәуелді. b саңылауына нормаль бағытта толқын ұзындығы λ болатын монохроматты жарық сәулесі түссін (1 сур.). |
Гюгенс-Френель принціпіне сәйкес саңылаудың әр нүктесі екінші ретті когерентті толқындар көзі болып табылады және олар барлық бағытта таралады. Екінші ретті толқындар интерференцияланады және экранда дифракциялық көрініс береді.
Оны сипаттау үшін Френель әдісін қолданайық. Р нүктесіндегі екі көршілес аймақ (зона) бойынша екінші ретті толқындардың оптикалық жол айырымдары Δ12, λ/2-ге тең болатындай етіп, ашық толқындық бетті (саңылау жазықтығы) ендерін бірдей етіп жұқа сызықтарға бөлейік. Сонда екі көршілес зоналарда орналасқан Р нүктесіндегі екінші ретті көздерден қоздырылған жарық векторының тербелісі, фазалары бойынша айырмашылығы π-ге тең, яғни тербеліс қарама-қарсы фазада болады. Зоналар ауданы бірдей болғандықтан, Р нүктесіндегі екінші ретті көздерден қоздырылған жарықтық вектордың тербеліс амплитудалары бірдей деп есептеуге болады. Сол себепті әр көршілес екі зонаның тербелістерін біріктіргенде бір-бірін өшіреді. Сондықтан зоналар саны N – жұп болса, Р нүктесінде минимум интенсивтілік байқалады (қара сызық); егер N – тақ болса, онда максимум интенсивтілік байқалады (жарық сызық). Саңылаудың шеттерінен екінші ретті толқындардың оптикалық жол айырымы Δ бір жағынан мынаған тең болады:
.[pic 4]
Ал екінші жағынан:
[pic 5]
N жұп мәнінде N/2 – бүтін сан. Сонда ұзындығы λ болатын жазық монохроматты толқынның b жіңішке саңылауға нормаль түсу барысында дифракциялық көріністегі минимумдар орны, мына шартты қанағаттандыруы тиіс:
, (1)[pic 6]
мұндағы [pic 7]
Дифракциялық көріністің ортасында ( = 0) орталық максимум пайда болады, оның бұрыштық ені бұрыштармен шектеледі, олар бірінші реттік минимумдарға сәйкес келеді: . Кіші бұрыштар жағдайында орталық максимумдар ені δφ 2λ/ b тең. [pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]
...