Свет монохроматический, дифракция

Рис. 1-1. Дифракция монохроматического пучка света двумя узкими щелями.

Рассмотрим теперь случай широкой щели, освещенной монохроматическим светом. Будем считать, что ширина геометрического изображении щели во много раз превышает ширину изображения нулевого дифракционного максимума. В этом случае явлениями дифракции можно пренебречь, и освещенность в фокальной плоскости будет постоянна по всему изображению щели. Инструментальный контур описывается функцией [c.16]

Волновой характер движения микрочастиц. Как известно, для описания электромагнитного излучения привлекают как волновые, так и корпускулярные представления с одной стороны, монохроматическое излучение распространяется как волна и характеризуется длиной волны Я (или частотой колебания v) с другой стороны, оно состоит из микрочастиц — фотонов, переносящих кванты энергии. Явления дифракции и интерференции электромагнитного излучения (света, радиоволн, Y-лучей, рентгеновских лучей и пр.) убедительно доказывают его волновую природу. В то же время электромагнитное излучение обладает энергией, массой, производит давление и т. д. Так, известно, что за год масса Солнца уменьшается за счет излучения на 1,5-101 т. [c.8]

При прохождении света через узкую щель происходит дифракция световых лучей, при которой они способны интерферировать, т. е. усиливать или поглощать друг друга. При этом между длиной волны излучения, углом падения лучей и постоянной дифракционной решетки существуют простые соотношения, вытекающие из волновой теории света. Именно эти закономерности и лежат в основе так называемых дифракционных методов изучения структуры кристаллов. В настоящее время применяют два основных метода получения дифракционных рентгенограмм кристаллов порошковый и метод вращения кристалла. И в том и в другом методе используют монохроматическое рентгеновское излучение. Анализ получаемых рентгенограмм не всегда прост, тем не менее удается определить не только размеры и форму элементарной ячейки, но и число частиц, входящих в ее состав. Так, ориентируя кристалл определенным образом, можно установить постоянные решетки,а следовательно, и размеры элементарной ячейки. Зная плотность кристалла, можно рассчитать массу эле- [c.91]

В оптическом контроле качества лазеры могут применяться как источники узкого монохроматического пучка света при решении контрольно-измерительных задач, для чего требуется повышенная точность, но главные области их применения, где они незаменимы, связаны с использованием волновых свойств света — интерференции, дифракции и т. д. [c.228]

Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Известно, что свет претерпевает дифракцию при прохождении через стеклянную пластинку или при отражении от металлической пластинки, на которых выгравированы серии или решетки близко расположенных параллельных линий. Дифрагированные лучи интерферируют, образуя в случае монохроматического света пучок светлых и темных полос, называемых интерференционными полосами (от белого света получается спектр). Между постоянной решетки (расстоянием между линиями решетки) и длиной волны света % существует простая зависимость, нз которой можно вычислить одну величину, если известна другая. Чтобы происходила интерференция, постоянная решетки должна быть меньше У2. [c.112]

Когда параллельный луч падает на плоскую решетку под углом а, то для вычисления угла дифрагированного луча Р при данной монохроматической длине волны Л используют уравнение решетки. Каждый штрих действует как узкое зеркало, переизлучающее свет. Многочисленные отраженные лучи интерферируют и образуют явление дифракции. Все лучи будут усилены, когда разность хода приведет к конструктивной интерференции, т. е. когда разность хода равна целому числу длин волны Л. [c.26]

Благодаря явлениям дифракции, производимым штрихами решетки, даже монохроматический падающий свет будет приводить к дифракционной картине. Эта дифракционная картина (рис. 8.1-13) имеет главный максимум и ряд минимумов и максимумов. Две близкие монохроматические линии равной интенсивности дают две дифракционные картины. Теоретическое разрешение основано на критерии Рэлея две дифракционные картины и, следовательно, две линии считают разрешенными, если первый максимум интенсивности первой картины соответствует первому минимуму второй картины (рис. 8.1-13). [c.32]

Возможности дифракции света могут быть использованы для контроля объектов и их поверхностей с применением эталона объекта. При этом на малом расстоянии от поверхности исследуемого объекта устанавливается поверхность эталона с заранее известной конфигурацией и формой. Зазор между поверхностями образует щель, которая освещается монохроматическим излучением от источника типа лазера. В результате на экране или в плоскости анализа наблюдается дифракционная картина, по виду которой и расположению колец или полос судят о состоянии исследуемой поверхности. Та- [c.508]

Монохроматический пучок света с длиной волны к, отличающейся от Яд, после дифракции от решетки пойдет под некоторым углом е к оптической оси так же, как если бы он отразился от зеркала, поставленного под углом е/2. Найдем зависимость е от Я. При автоколлимации угол падения лучей на каждую из решеток равен а = Ра- Из основного уравнения дифракционной решетки следует [c.333]

Основное назначение спектрального прибора — разложить в спектр излучение светящейся смеси газов и выделить соответствующие монохроматические составляющие излучения. Для этой цели применяют приборы различных конструкций, основанные на явлениях дисперсии, дифракции и интерференции света. Спектр можно рассматривать визуально, регистрировать на фотопластинке или же при помощи фотоэлектрического приемника излучения. Монохроматор в сочетании с фотоэлектрической приставкой для регистрации излучения и соответствующим записывающим устройством называется спектрометром. [c.89]

Известно, что свет при прохождении через узкую щель испытывает дифракцию. Лучи, претерпевшие дифракцию, интерферируют между собой, что и обусловливает в случае монохроматического света появление системы светлых и темных полос. Интерференционные полосы возникают при прохождении луча через стеклянную пластинку (так называемую дифракционную решетку), на которую нанесены тесно прилегающие друг к другу полосы, или при отражении от соответствующей металлической решетки. Между длиной волны света и соответствующим углом дифракции и постоянной дифракционной решетки (т. е. расстоянием между соседними черточками решетки) существует очень простое соотношение, которое, как известно, и обусловливает образование интерференционных спектров [c.230]

Хорошо известно, что при прохождении света через узкую щель происходит дифракция и что дифрагированные лучи интерферируют. В результате в случае монохроматического излучения получается система темных и светлых полос. Аналогичное явление наблюдается при пропускании света сквозь стеклянную [c.182]

При детектировании светового потока от достаточно малого рассеивающего объема дело, обстоит совершенно иначе. Для того чтобы пояснить механизм появления флуктуаций в рассеянном свете, удобно обратиться к аналогии с рассеянием рентгеновских лучей в кристалле [9]. Если выделить в кристалле группу вполне упорядоченно расположенных частиц (атомов или молекул), они дадут в результате рассеяния монохроматических рентгеновских лучей картину дифракции, состоящую из малого числа, но достаточно интенсивных максимумов. Макромолекулы же в растворе расположены совершенно хаотически. Подобный беспорядок можно, однако, рассматривать как сочетание большого числа кристаллических решеток, различающихся как геометрической структу- рой, так и пространственной ориентацией. -В результате дифракционная картина рассеяния монохроматического света таким объектом состоит из многих беспорядочно расположенных максимумов и минимумов всевозможных размеров и интенсивности. Кроме того, макромолекулы в растворе свободны и диффундируют, участвуя в броуновском движении. Вследствие этого обусловленная ими дифракционная картина флуктуирует во времени. При достаточной интенсивности рассеянного света один из таких флуктуирующих максимумов можно наблюдать глазом на находящемся поблизости экране. Если приемник рассеянного света (фотоэлектронный умножитель, ФЭУ) имеет площадь фотокатода порядка размеров одного дифракционного максимума, он будет фиксировать флуктуации светового потока во времени (смену максимума минимумом), отражающие процесс диффузии макромолекул. Временной фактор таких флуктуаций будет иметь порядок времени диффузии макромолекулы на расстояние, сопоставимое с длиной световой волны. Однако надежное определение интервала времени корреляции флуктуаций интенсивности светового потока становится возможным, только благодаря детектированию (счету) отдельных фотонов. [c.56]

Таким образом, даже если бы мы могли установить бесконечно узкую щель, монохроматические линии все же имели бы некоторую конечную ширину. Основной причиной уширения спектральных линий при узких щелях является дифракция света на оптических деталях прибора. Поэтому минимальная ширина спектральной линии, которой можно достичь на данном приборе, называется дифракционной шириной линии 5л.д. [c.126]

Известно, что дифракция проявляется тем заметнее, чем меньше размеры препятствия. В спектральном приборе световой поток, идущий от щели, ограничен размерами оптических деталей (объективов, диспергирующего элемента). Причем наименьшие размеры имеет диспергирующий элемент. Монохроматический пучок света, идущий от одной точки щели, вследствие дифракции на призме выходит из нее не строго параллельным пучком, а расхо- [c.126]

Случай линейчатого спектра. Рассмотрим сначала работу спектрографа при освещении источником монохроматического света. Тогда площадь изображения Сг г, на которой сконцентрируется световой поток, можно выразить, пренебрегая явле-ь иями дифракции и аберрации (широкая щель), через площадь щели, угловое и линейное увеличение прибора и угол наклона фокальной плоскости к оптической оси прибора [c.113]

Явление дифракции и его использование для получения монохроматического света иллюстрирует рис. 1-4, на котором показана часть дифракционной решетки. Решетка С представляет собой прозрачную пластинку, на которой нанесено большое число (тысячи на сантиметр) параллельных, [c.12]

Задачу определения структурных амплитуд, исходя из предполагаемых координат атомов, можно решать не только расчетным методом, но и экспериментально — путем моделирования процесса дифракции. Кристалл заменяется моделью предполагаемой структуры, а рентгеновские лучи — монохроматическим пучком света. Интенсивности дифрагируемых моделью лучей соответствуют структурным факторам Р кк1) рентгеновских лучей, отраженных кристаллом. На практике приходится ограничиться двухмерными моделями, т. е, проекциями структуры. Поэтому при помоши оптического прибора получают значения / р только отражений экваториальных слоевых линий. В этом состоит ограничение данного метода. [c.133]

Известно, что свет при прохождении через узкую щель испытывает дифрак-тию. Лучи, претерпевшие дифракцию, интерферируют между собой, что и обусловливает в случае монохроматического света появление системы светлых и темных полос. Интерференционные полосы возникают при прохождении луча через стеклянную пластинку (так называемую дифракционную решетку), на которую нанесены тесно прилегающие друг к другу полосы, или при отражении от соответствующей металлической решетки. Между длиной волны света и соответствующим углом дифракции и постоянной дифракционной решетки (т. е. расстоянием между соседними черточками решетки) существует очень простое соотношение, которое, как известно, и обусловливает образование интерференционных спектров и позволяет производить измерение длин волн. Для того чтобы интерференция могла возникнуть, постоянная решетки не должна быть меньше половины длины волны света. [c.206]

В настоящей работе произведен учет совместного действия дифракции, конечной ширины щели спектрографа и рассеяния света в фотоэмульсии. Распределение интенсивности в дифракционной картине для монохроматического излучения при небольших углах дифракции имеет вид [c.202]

Если направить параллельный пучок монохроматического света, который на рис. 6.8 изображен линиями АВ и ВЕ, перпендикулярно на ряд равноотстоящих друг от друга точек, большая часть света пройдет, не претерпев никаких изменений, но, если расстояния между точками совпадают по порядку величины с длиной волны света, некоторая часть света испытает дифракцию. Дифрагированные лучи начнут интерферировать, если только разность путей, проходимых лучами света, не будет равна нулю или целому числу длин волн. На рис. 6.8 луч ЕР отстает от луча ВС на расстояние осоз , и они будут усиливать друг друга только при [c.123]

Принсен и Франкель [110] предложили метод определения краевого угла на основе дифракции, возникающей при прохождении пучка параллельного монохроматического света через мениск (дифракция на клине). Теория этого метода изложена в работе [111]. Точность измерений 0 может достигать 15. [c.80]

Эллипсомегрия Поверхность образца освещают плоскополяризован-ным светом. Параметры эллиптической поляризации отраженного света зависят от толщины поверхностного слоя. Метод применим и к образцам, находящимся в жидкости Дифракция Монохроматический рентгеновский луч проходит рентгеновских через образец. Образующаяся дифракционная [c.151]

Оптическая схема спектрофотометра показана на рис. 114. От источника 1 свет с помощью конденсора 2 и зеркала 3 направляется на входную щель 4. Коллиматорным объективом 5 свет в виде параллельного пучка направляется на дифракционную решетку 6, имеющую 650 штрихов на 1 мм, где он и разлагается на спектр. После дифракции коллиматорным объективом 7 свет фокусируется в плоскости выходной щели 8. Выделенное из спектра монохроматическо е излучение проходит через выходную щель, затем через кювету с анализируемым раствором 9, цветной светофильтр 10 и попадает на приемник излучения /7 —селеновый фотоэлемент. Возникающий фототок усиливается транзисторным усилителем 13 и передается на индикаторный инструмент 14. [c.168]

На примере раадробленного флюорита с диаметром частиц 100 мц Корренс решал практически важную задачу, изменяется ли показатель светопреломления у частиц коллоидных размеров относительно компактного вещества. В жидкости с пoкaзateлeм светопреломления п меньше 11,4332 этот флюорит вызывал слабое рассеяние света, наблюдаемое под ультрамикроскопом. Частицы флюорита также наблюдались в среде с показателем светопреломления п больше 1,4343. Между этими значениями светопреломления жидкости суспензия была почти оптически пустой . У частиц размером 100 тр,, очевидно, никакого заметного изменения показателя светопреломления по сравнению с компактным веществом не происходило. Частицы пластинчатой или игольчатой формы для точного определения их оптического анизотропного эффекта необходимо ориентировать в магнитном или электростатическом поле. Из теории Рейли следует, что ультрамикроскопическая гетерогенность исчезает, если показатели светопреломления среды и взвешенных частиц одинаковы. К этой области относится одно из характерных явлений — световое рассеяние от хроматически дисперсных двухфазных стекол, описанное Кнудсеном з и стекла совершенно прозрачны только при той длине волны, для которой кривые оптической дисперсии пересекаются. Все же другие световые волны обладают дифракцией. Стекла таких сложных систем, как кремнезем — окись свинца— окись натрия — трехкальциевый фосфат, можно использовать для получения почти монохроматических фильтров. [c.262]

Если смотреть на источник света через облако, состоящее из очень крупных капель, можно наблюдать другое цветовое явление. В этом случае преобладает дифракция света, приводящая к образованию венцов, форма которых определяется предложенной Фрауенхофером теорией дифракции в системе непрозрачных дисков. Индикатрисы рассеяния системой беспорядочно расположенных частиц и одной такой частицей идентичны, и монохроматический источник света, наблюдаемый через облако, состоящее из крупных капель, окружен темными кольцами, положение которых нетрудно рассчитать. Источник белого света образует цветные кольца. Атмосферные венцы состоят из одного или нескольких радужных колец, концентрически окружающих солнце, луну или другие светящиеся объекты, затянутые легким туманом. Венцы отличаются от гало, образующихся вследствие преломления света, тем, что почти всегда имеют меньшие и непостоянные размеры и обратную последовательность цветов в венцах меньше всего отклоняются голубые лучи. Частицы атмосферной пыли также могут служить причиной появления венцов. Подтверждением тому были слабые красновато-бурые кольца (кольца Бишопа), наблюдав--шиеся после нескольких колоссальных извержений вулканов. [c.137]

Разлолсение света в спектр дифракционной рещеткой связано с явлениями дифракции и интерференции. В однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно. Но если на пути световой волны имеется непрозрачная преграда, наблюдается дифракция, т. е. огибание волной преграды. На рис. 63 показано прохождение параллельного пучка лучей монохроматического света через узкую щель в непрозрачном экране. Если бы за щелью свет распространялся прямолинейно, в фокальной поверхности собирающей линзы, расположенной за экраном, оказалось бы резкое изображение щели, повторяющее форму щели и равноинтенсивное по [c.113]

Практическая разрешающая способность. Кроме дифракции есть еще ряд причин, приводящих к тому, что монохроматические пучки света, идущие от одной точки щели, оказываются непараллельными, и вследствие этого линии оказываются уширенными. К таким причинам относятся различного вида аберрации оптических деталей, немонохроматичность спектральных линий, ограниченная разрешающая способность приемников света. Поэтому практическая разрешающая способность спектральных приборов всегда несколько ниже теоретической. Например, может оказаться, что при неисправленных на сферическую аберрацию объективах аберрационное уширение линий больше, чем дифракционное. В этом случае выгодно использовать диафрагмы, ограничивающие свет, проходящий через объективы. Несмотря на уменьшение действующего отверстия, [c.129]

Хотя представления о свете как о потоке частиц были высказаны еще Ньютоном, до начала XX столетия в науке господствовали воззрения на природу света как на волновой процесс. Согласно этим воззрениям, световой поток представляет собой совокупность волн различной длины. При прохождении через преломляющую призму происходит разделение пОтока на ряд составляющих его волн определенной длины, т. е. на монохроматические волны. Волновая природа излучения проявлялась в таких свойствах света, как интерферен- е ция и дифракция, поляризация и др. - -°- [c.9]