14.Френель және Фраунгофер дифракциясы
Жарықтың дифракциясы деп жарық
толқындарының жолында кездесетін бөгеттерді айналып өтуін айтады. Дифракцияның екі түрі кездеседі:1.Тоғысатын немесе шашырайтын сәулелер дифракциясы, яғни Френель дифракциясы; 2.Параллель сәулелер дифракциясы, яғни Фраунгофер дифракциясы.
Кішкене дөңгелек саңылаудағы Френель дифракциясы
К. дөңгелек саңылауға тоғысатын сәулелер түссін және саңлаудың Р нүктесіндегі жарық тербелесінің амплитудасын анықтайық (сурет). Френельдің алғашқы m-зонасынан келген жарық толқыны өтеді.
формуласынан
саңлауға сиятын зоналар санын анықтаймыз,
яғни
.
Р
нүктесіндегі жарық тербелесінің
амплитудасы
,
мұндағы:
алдындағы таңба тақ зоналар үшін оң,
жұп зоналар үшін теріс болып алынады.
Егер
саңлауға сиятын Френель зоналарының
саны тақ болса,онда Р нүктесінде жарық
күшейеді:
;егер
жұп болса, онда қарастырылатын Р
нүктесінде жарық әлсірейді:
Дөңгелек мөлдір емес жағдайда дискі Френельдің алғашқы m зонасын жабады. Бұл Р нүктесіндегі
жарық
тербелісінің амплитудасы 
.
Р нүктесінде жарық тербелісі ашық тұрған бірінші зонаның тудыратын жарық тербелісінің амплитудасының жартысына тең болады, бұл нүктеде жарықтың ақ дағы көрінеді.
Шексіз ұзын бір саңлаудағы Фраунгофер дифракциясы
Интерференциялық
көрініс алу үшін саңлаудың келесі бетіне
саңлауға параллель жинағыш линза
қойылып, линзаның фокустық жазықтығына
экран қойылады. Шексіз ұзын саңлауға
жазық толқын түскен жағдайда экранда
кезектескен ақ және қоңыр жолақтар
түріндегі интерференциялық көрініс
алынады.Экрандағы
Р нүктесінде төмендегі шарттар
орындалғанда жарық күшейеді:
,мұндағы:
-саңлаудың
ені, k-интерференциялық көріністің
реті,
-сәулелердің
ауытқу бұрышы.Р нүктесінде төмендегі
шарттар орындалғанда жарық әлсірейді:
15.Дифракциялық тор және оның спектрлік сипаттамасы.
Жарықтың дифракциясы деп жарық толқындарының жолында кездесетін бөгеттерді айналып өтуін айтады.
Дифракциялық тор деп бiр-бiрiне жақын, әрi параллель орналасқан тар жолақ саңлаулар жүйесiнен тұратын спектральдық құралды айтады (1- сурет ).
Мұндағы a - күңгiрт жолақтың енi, b – саңлаудың енi, ал d=a+b– дифракциялық тордың тұрақтысы деп аталады. Қазiргi кезде қолданылатын дифракциялық торлардың бiр миллиметрiне 2000–ға дейiн саңлаулар салынады. Гюйгенс-Френель принципiне сәйкес мұндай әрбiр саңлау өз кезегiнде жаңа когеренттi толқын көздерi болып табылады да бұл көзден туындылаған толқындар бiр-бiрiмен интерференцияланады.Егер дифракциялық торға перпендикуляр бағытта параллель жарық сәулелерi түсетiн болса, онда линзаның фокальдық жазықтығында орналасқан экранда қандай да бiр φ бұрышымен дифракциялық максимумдар байқалады.
2
- сурет
2- суреттен көрiнiп тұрғанындай бұл максимумдар мынадай шарттарды қанағаттандырады: d sinφ = n λ
мұндағы n=0, 1, 2, … - бас
3- сурет |
максимумдар ретi деп аталады.
Дифракциялық торлар жарықты спектрлерге жiктеу үшiн, сонымен қатар жарықтың белгiсiз толқын ұзындығын анықтау үшiн де қолданылады. Нақтылы зерттеулерде бiр өлшемдi торлармен қатар екi өлшемдi торлар да жиi қолданылады. Екi өлшемдi торлар деп жолақтарын бiр-бiрiне перпендикуляр орналастырып, беттестiрген екi жәй тордан тұратын жүйенi айтады. Мұндай жүйеден өткен жарық 3- суреттегiдей болып дифракцияланады.