рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке

Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке - раздел Физика, Учебно-методическое пособие конспект лекций по физике Учебно-методическое пособие Одномерная Дифракционная Решетка – Это Система Параллельных ...

Одномерная дифракционная решетка – это система параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непроз­рачными промежутками.

Дифракционная картина на решетке определяется, как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей. Если ширина каждой щели равна а, а ширина непрозрачных участков между щелями b, то величина d=a+b называется постоянной (периодом) дифракционной решетки. Пусть плоская монохроматическая волна падает нормально к плоскости решетки (рис. 6). Так как щели находятся друг от друга на одинаковых расстояниях, то разности хода лучей D, идущих от двух соседних щелей, будут для данного направления j (j – угол дифракции) одинаковы в пределах всей дифракционной решетки:

.

Рис. 8
Кроме минимумов интенсивности, наблюдаемых от одной (каждой) щели (главные миниму­мы) и определяемых условием, рассмотренным выше:

(= 1, 2, 3, …),

для дифракции на решетке, вследствие взаимной интерференции световых лучей, посылаемых двумя щелями, возникнут в некоторых направлениях дополнительные минимумы. Эти дополнительные минимумы будут на­блюдаться в тех направлениях, которым соответствует разность хода лучей, исходящих, например, от крайних точек М и С соседних щелей, равная l/2, 3l/2, ..., что является условием наблюдениядополнительных минимумов:

(= 0, 1, 2, …) .

С другой стороны, действие одной щели будет усиливать действие другой, если

(= 0, 1, 2, …),

что является условием наблюденияглавных максимумов,которое носит названиеформулы дифракционной решетки.

 

Тема 4. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах

Для наблюдения дифракционной картины необходимо, чтобы постоянная d дифракционной решетки была того же порядка, что и длина волны l падающего излучения. Для кристал­лов, являющихся естественными трехмерными пространственными дифракционными решетками, постоян­ная d порядка 10–10 м и, следовательно, кристал­лы непригодны для наблюдения дифракции в видимом свете (l » 5×10–7 м). Однако, дифракцию на кристаллических дифракционных решетках можно наблюдать, если в качестве падающего излучения использовать рентгеновское излучение (l » 10–12¸10–8 м).

Так как кристаллы это совокупность кристаллографических плоскостей (рис. 7), отстоящих друг от друга на расстоянии d, то рассматривают дифракцию монохроматических рентгеновских лучей (1, 2), падающих на крис-таллы подуглом скольжения q (q – угол между направлением падающих лучей и кристалло-графической плоскостью).

Рис. 7 Рентгеновское излучение возбуж­-

дает атомы кристаллической решетки, которые становятся источниками когерентных вторичных волн 1' и 2', интерферирующих между собой, подобно вторичным волнам, идущим от щелей дифракционной решетки. Максимумы интенсивности (дифракционные мак­симумы) наблюдаются в тех направлениях, которых все отраженные атомными плоскостями волны будут находиться в одинаковой фазе. Эти направления удовлет­воряют следующему условию:

(= 1, 2, 3, …),

которое носит названиеформулы ВульфаБрэгга(– порядок спектра).

Формула ВульфаБрэгга используется при решении двух важных задач.

1. Наблюдая дифракцию рентгеновских лучей известной длины волны l на кристал­лической структуре неизвестного строения, поворачивают кристалл и находят угол q, соответствующий дифракционным максимумам. Затем, используя формулу ВульфаБрэгга,рассчитывают межплоскост­ное расстояния d, то есть определяют кристал­лическую структуру. Этот метод лежит в основе рентгеноструктурного анализа.

2. Наблюдая дифракцию рентгеновских лучей неизвестной длины волны l на кри­сталлической структуре с известными значениями d , измеряют угол q, соответствующий дифракционному максимуму и используют формулу ВульфаБрэггадля расчета длины волны l падающего рентгеновского излучения. Этот метод лежит в основе рентгеновской спек­троскопии.

 

Глава 5. Дисперсия и поляризация света

Дисперсией света называется зависимость показателя преломления n вещества от частоты n (n = f (n)) или от длины волны l (n = f (l)) света (рис. 8).

 

Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму (рис. 9). Так как с увеличением длины волны значение показателя преломления уменьшается (рис. 8), то красные лучи отклоняются призмой слабее, чем фиолетовые (рис. 9).

Поляризация света. Согласно теории Максвелла световые волны являются поперечными: векторы напряженностей электрического и магнитного полей в световой волне взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости распространения волны. Поэтому для описания закономерностей поляризации света рассматривают поведение лишь одного из векторов – вектора напряженности электрического поля.

Свет представляет собой суммарное электромагнитное излучение множества атомов. Атомы излучают световые волны независимо друг от друга, поэтому световая волна, излучаемая телом в целом, характеризуется всевозможными равнове­роятными ориентациями вектора . Такой свет называется естественным.Свет, в котором направление колебаний векторакаким-то образом упорядочено, называется поляризованным. Свет, в котором вектор колеблется только в одном направлении (перпендикулярном направлению распространения луча) называется плоскополяризованным. Плоскость, проходящая через направление колебаний вектораплоскополяризованной волны и направление распространения этой волны, называется плоско­стью поляризации.

Естественный свет можно преобразовать в плоскополяризованный с помощью так называемых поляризаторов. В качестве поляризаторов могут быть использованы природные кристаллы, например, турмалин.

Если на пути луча поставить не одну, а две пластинки турмалина T1 и T2 (рис. 10) и вращать одну относительно другой вокруг направления луча, то интенсивность света, прошедшего через обе пластинки, изменяется в зависимости от угла a между оптическими осями ОО', определяющими положение плоскостей поляризации двух кристаллов-поляризаторов,по закону Малюса:

,

где I0 и I – соответственно интенсивности света, падающего на второй кристалл и вышедшего из него.

 

Рис. 10

 

Пластинка Т1 , преобразующая естественный свет в плоскополяризованный, являет­сяполяризатором. Пластинка Т2 , служащая для анализа степени поляризации света, прошедшего поляризатор,называется анализатором.

Так как интенсив­ность естественного света, прошедшего первый поляризатор уменьшается вдвое по отношению к падающему свету на первый поляризатор, то интенсивность света, прошедшего через два поляризатора:

,

откуда для параллельных поляризаторов,

Imin = 0 для скрещенных поляризаторов ().

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Учебно-методическое пособие конспект лекций по физике Учебно-методическое пособие

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. Ростовский государственный строительный университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Кинематика поступательного движения
Положение материальной точки А в декартовой системе координат в данный момент времени определяется тремя координатами x, y и z или радиусом-вектором

Кинематика вращательного движения
Пусть некоторая точка движется по окружности радиуса r. Изменение положения точки в пространстве за промежуток времени Dt определяется углом поворота

Динамика поступательного движения. Законы Ньютона
Первый закон Ньютона: существуют такие системы отсчета, в которых всякая материальная точка (тело) сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор,

Работа. Кинетическая, потенциальная и полная энергия
Работа. Если на тело, движущееся прямолинейно, действует постоянная сила , которая составляет некоторый уг

Момент инерции твердого тела. Теорема Штейнера
Моментом инерции материальной точкимассой m относительно некоторой оси вращения называется физическая величина I, равная произведению массы этой материальной точки на

Кинетическая энергия и работа вращательного движения Уравнение динамики вращательного движения твердого тела
При вращении твердого тела относительно неподвижной оси отдельные его точки, находящиеся на различном расстоянии от оси вращения, имеют различные скорости

Момент импульса. Закон сохранения момента импульса
Моментом импульса материальной точки,вращающейся относительно неподвижной оси OO′, называется величина L, равная произведению импульса

Механические колебания. Пружинный маятник
Механическими колебаниями называются движения, характеризующиеся определенной повторяемостью во времени. Колебания называютсясвободными (

Вынужденные гармонические колебания пружинного маятника
Незатухающие гармонические колебания в реальной колебательной системе можно получить с помощью внешней вынуждающей силы F(t), изменяющейся по гармоническому закону:

Гармонические колебания физического маятника
Физический маятник – это твердое тело, имеющее ось вращения и совершающее колебания под действием тангенциальной составляющей силы тяжести Ft (Ft =

Механические волны
Процесс распространения колебаний в сплошной среде называется волной. Упругими (или механическими) называются волны, распространяющиеся в упругой среде. Упругие во

Механика жидкости. Уравнение Бернулли
Гидростатика. Для несжимаемой жидкости ее плотность не зависит от давления. При поперечном сечении S столба жидкости плотностью r и высотой h давление ж

Уравнение состояния идеального газа
Состояние системы задаетсятермодинамическими параметрами – совокупностью физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы, например, давлением р, объем

Термодинамические процессы. Изопроцессы
Любое изменение в системе, связанное с изменением ее термодинамических параметров, называетсятермодинамическим процессом. Из уравнения Клапейрона – Менделеева следует, что

Идеального газа
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа связывает термодинамические параметры газа с параметрами, характеризующими движение его молекул. Так, давление газа, как следствие

Распределение молекул идеального газа по скоростям
В газе, находящемся в состоянии равновесия при определенной температуре, устанавливается некоторое стационарное, не меняющееся со временем распределение молекул по скоростям. Максвелл установил, чт

Барометрическая формула. Распределение Больцмана
Барометрическая формула определяет зависимость атмосферного давления воздуха от высоты. Молекулы воздуха находятся, с одной стороны, в потенциальном поле сил тяготения Земли, а, с другой – , в сост

Явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость)
В неравновесных системах возникают особые необратимые процессы, называемые явлениями переноса, в результате которых происходит пространственный перенос массы, энергии, импульса.

Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Работа. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам
Внутренней энергией газа U называется сумма кинетической энергии хаотического (теплового) движения всех молекул газа и энергии взаимодействия молекул газа между собой. Для и

Работа газа при изопроцессах
1. Изобарный процесс (p = const). При изобарном процессе работа газа при увеличении объема от V1 до V2 равна:

Теплоемкость газа при изопроцессах. Уравнение Майера
Теплоемкостьютела называется величина, равная количеству теплоты, которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на 1 К. Удельная теплоемкость

Адиабатический процесс
Адиабатическим называется процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой. При адиабатическом процессе изменяются все термодинамические параметры (

Работа газа при адиабатическом процессе
Из первого начала термодинамики () для адиабатического процесса () следует, что

Обратимый и необратимый процессы. Круговой процесс. Тепловая машина и цикл Карно
Термодинамический процесс называется обратимым, если он может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, причем если такой процесс проходит сначала в прямом, а затем в о

Электричество и магнетизм
ЭЛЕКТРОСТАТИКА Тема 1. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля Электростатическое поле – это особый вид материи, с помощью которой происходит взаимодействие зар

Для стационарных электрического и магнитного полей
В случае стационарных (то есть неменяющихся во времени) электрического и магнитного полей, происхождение которых связано с покоящимися зарядами для электрического поля и со стационарными токами для

Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
Согласно теории Максвелла для электромагнитного поля в случае нестационарных (то есть, изменяющихся во времени) электрического и магнитного полей, источниками электрического поля м

Уравнение свободных незатухающих гармонических колебаний
Для возбуждения в контуре колебаний предварительно заряжают конденсатор, сообщая его обкладкам заряд ±q. Тогда в начальный момент времени t=0 (рис. 19, а) между обкладками конд

Волновая и квантовая оптика
  Тема 1. Волновая теория света. Интерференция света Инт

Условия интерференционного максимума и минимума
Если оптическая разность хода D равна целому числу длин волн l0 , т.е. (

Дифракция Фраунгофера
Фраунгофер рассмотрел дифракцию плоских световых волн,илидифракцию в параллельных лучах,которую можнонаблюдать в том случае, если источник света и точка наблюдения

Корпускулярная оптика
Соглас­но квантовой гипотезе Планка-Эйнштейна свет частотой n испускается, распространяется и поглощается веществом отдельными порциями (квантами), энергия которых e

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги