Дифракційна решітка
На властивості дифракції заснований устрій дифракційної решітки. Дифракційна решітка – це сукупність дуже великої кількості вузьких щілин, які розділені непрозорими проміжками.
Період решітки та принцип її роботи
Період решітки – це сума ширини однієї щілини і одного непрозорого проміжку. Для позначення використовують букву d. Період дифракційний решітки часто коливається близько 10 мкм. Розглянемо, як працює і для чого потрібна дифракційна решітка.
На дифракційну решітку падає плоска монохроматична хвиля. Вторинні джерела, розташовані в щілинах решітки, створюють світлові хвилі, які розповсюджуватимуться у всіх напрямках. Будемо шукати умови, за яких хвилі, що йдуть від різних щілин, будуть підсилювати один одного.
Для цього розглянемо поширення хвиль, в будь – якому одному напрямку. Нехай це будуть хвилі, що поширюються під кутом.
Різниця ходу між хвилями буде дорівнювати відрізку АС. Якщо в цьому відрізку можна укласти ціле число довжин хвиль, то хвилі з усіх щілин, будуть накладатися один на одного, і підсилювати один одного.
Довжину Ас можна знайти з прямокутного трикутника АВС.
AC = AB*sin (φ) = d*sin (φ).
Можемо записати умову для кута, при якому будуть спостерігатися максимуми:
D*sin (φ) = ± k*λ.
Тут k – будь-яке позитивне ціле число або 0. Величина, що визначає порядок спектра.
За решіткою розташовують збираючу лінзу. За допомогою неї фокусуються промені, які йдуть паралельно. Якщо кут задовольняє умові максимуму, то на екрані він визначає положення головних максимумів. Оскільки становище максимумів буде залежати від довжини хвилі, то решітка буде розкладати біле світло в спектр.
Чим більше довжина хвилі, тим далі від центрального максимуму, розташовуватиметься максимум відповідній даній довжині хвилі.
Між максимумами будуть проміжки мінімуму освітленості. Чим більше число щілин, тим чіткіше будуть окреслені максимуми, і тим більше буде ширина мінімумів.
Дифракційна решітка використовується для точного визначення довжини хвилі. При відомому періоді решітки визначити довжину хвилі дуже легко, достатньо лише виміряти кут направлення на максимум.
Related posts:
- Дифракційна решітка – будова Практичний інтерес представляє випадок, коли в екрані є велика кількість N однакових отворів. При регулярному розташуванні отворів, коли їх орієнтація і відстань між ними однакові, різниця фаз між хвилями, дифрагувати від сусідніх отворів, має певне значення. Інтерференція цих хвиль суттєво впливає на дифракційну картину. Особливий інтерес представляє дифракція Фраунгофера на дифракційної решітці. Дифракційна решітка являє […]...
- Що таке дифракційна решітка Одним з важливих оптичних приладів, які знайшли своє застосування при аналізі спектрів випромінювання і поглинання, є дифракційна решітка. У даній статті наведена інформація, що дозволяє зрозуміти, що таке дифракційна решітка, в чому полягає принцип її роботи і як самостійно можна розрахувати положення максимумів на дифракційної картині, яку вона дає. Дифракція і інтерференція На початку XIX […]...
- Дифракційна решітка як спектральний прилад Вище ми розглядали дифракцію монохроматичного світла, яким є лазерний промінь. Часто доводиться мати справу з немонохроматичним випромінюванням. Воно є сумішшю різних монохроматичних хвиль, які складають спектр даного випромінювання. Наприклад, білий світ – це суміш хвиль всього видимого діапазону, від червоного до фіолетового. Оптичний прилад називається спектральним, якщо він дозволяє розкладати світло на монохроматичні компоненти і […]...
- Будова кристалів. Просторова решітка. Елементарна комірка Поняття кристала зазвичай асоціюється у нас з мінералами, що мають геометрично правильну форму, яка однакова як для великих, так і для малих шматків мінералів. Розглядаючи окремі кристали, можна переконатися, що вони обмежені плоскими, як би шліфованими гранями у вигляді правильних багатокутників. Кристали одного і того ж речовини можуть мати різну форму, оскільки вона залежить від […]...
- Дифракція світла – коротко Перед дифракцією потрібно сказати про її “подругу” – інтерференцію. Адже інтерференція і дифракція світла – це явища, які спостерігаються одночасно. Інтерференція світла – це коли дві когерентні світлові хвилі при накладенні підсилюють один одного або навпаки послаблюють. Хвилі є когерентними, якщо різниця їх фаз постійна в часі, а при додаванні виходить хвиля тієї ж частоти. […]...
- Решітка менеджменту Р. Блейка Методи управління згідно з концепцією Блейка-Мутона Решітка менеджменту – це теоретична матриця, яка визначає типологічні методи і способи управління, які використовують керівники усіх рівнів для врегулювання внутрішньогрупових взаємодій. По суті – це концепція, розроблена американськими фахівцями в теорії менеджменту Р. Блейком і Дж. С. Мутон, яка допомагає знайти найбільш ефективні прийоми управлінського впливу на діяльність […]...
- Атомна кристалічна решітка Атомна кристалічна решітка утворюється, коли в вузлах кристала розташовані атоми. Атоми з’єднані між собою міцними ковалентними хімічними зв’язками. Відповідно, така кристалічна решітка буде дуже міцною, зруйнувати її непросто. Атомну кристалічну решітку можуть утворювати атоми з високою валентністю, тобто з великим числом зв’язків з сусідніми атомами (4 або більше). Як правило, це неметали: прості речовини – […]...
- Види кристалічних решіток – коротко Існують чотири типи кристалічних решіток, що залежать від розташованих у вузлах решітки типів частинок: Іонна кристалічна решітка характерна для сполук з іонним типом хімічного зв’язку. У вузлах решітки розташовуються катіони і аніони. Прикладами речовин з даним типом кристалічної решітки є солі, оксиди і гідроксиди типових металів. Це тверді, але крихкі речовини. Їм властива тугоплавкость. Розчиняються […]...
- Кристалічна решітка Льодяна бурулька і клинок шаблі, залізничний рейок і кристал рубінового лазера, уламок цеглини і красуня-сніжинка, корпус повітряного лайнера і розпечена нитка електролампи – все це тверді тіла. Що у них спільного і що відрізняє ці тіла від інших тіл? У фізиці твердими тілами зазвичай називають тільки кристалічні тіла. Основним зовнішнім ознакою твердого тіла є його […]...
- Іонна кристалічна решітка У разі, якщо в вузлах кристала знаходяться заряджені частинки – іони, ми можемо говорити про іонної кристалічній решітці. Як правило, з іонних кристалах чергуються позитивні іони (катіони) і негативні іони (аніони), тому частки в кристалі утримуються силами електростатичного притягання. Залежно від типу кристала і типу іонів, що утворять кристал, такі речовини можуть бути досить міцними […]...
- Будова металів і сплавів За своєю будовою тверді тіла поділяються на кристалічні (метали і сплави металів у твердому стані) і аморфні (скла, смоли і ін.). Атоми кристалічних тіл на відміну від аморфних, що мають хаотичне розташування атомів, перебувають в певних місцях, утворюючи систему, періодично повторюється в просторі. Сукупність таких місць називають кристалічною решіткою. Кристалічну решітку металу можна представити у […]...
- Дифракція випромінювання і часток на кристалічній решітці Незважаючи на великий прогрес у розвитку техніки, до теперішнього часу не створено достатньо надійних і ефективних приладів, що дозволяють безпосередньо спостерігати розташування окремих атомів у кристалічній решітці або в молекулах. Найдосконаліші електронні мікроскопи дозволяють спостерігати тільки дуже великі атоми, наприклад урану або золота, розташовані поблизу дрібніших. Найбільш поширені електронні мікроскопи дозволяють спостерігати неоднорідності з розмірами […]...
- Довжина хвилі і швидкість хвилі Довжина хвилі – найкоротша відстань між точками, що хитаються в одній фазі. Довжина хвилі позначається буквою ” лямбда ” ?. При розгляді хвилі різні частинки середовища будуть коливатися в різних фазах, якщо тільки відстань між ними не дорівнює n*?, де n – деяке ціле число. Довжина хвилі За один період хвиля поширюється на відстань рівне?. […]...
- Що таке довжина хвилі у фізиці? Довжина хвилі – маленький проміжок серед точок простору, де коливальні процеси проходять в єдиних фазах. Вона не підпорядковується координатам і часу. Довжина хвилі визначається як λ. Через те, що швидкість хвилі – величина постійна, то проміжок дорівнює добутку швидкості на час її розподілу: Λ = vT, Де V – швидкість хвилі; T – період коливань […]...
- Довжина хвилі і швидкість її поширення Абсолютно все в цьому світі відбувається з будь-якою швидкістю. Тіла не переміщаються моментально, для цього потрібен час. Не є винятком і хвилі, в якому б середовищі вони не поширювалися. Швидкість поширення хвилі Якщо ви кинете камінь у воду озера, то виниклі хвилі дійдуть до берега не відразу. Для просування хвиль на деяку відстань необхідно час, […]...
- Дифракція світла – фізика Дифракцією світла називається явище відхилення світла від прямолінійного напрямку поширення при проходженні поблизу перешкод. У класичній фізиці, явище дифракції описується як інтерференція хвилі відповідно до принципу Гюйгенса-Френеля. Ці характерні моделі поведінки проявляються, коли хвиля зустрічає перешкоду або щілину, яка порівнянна за розмірами з її довжиною хвилі. Подібні ефекти виникають, коли світлова хвиля проходить через середовище […]...
- Інтерференція світла: визначення Коли два джерела випромінюють синусоїдальні хвилі однакової частоти, то в місці зустрічі виникає інтерференційна картина. Однак якщо спробувати поставити такий же досвід з допомогою двох незалежних джерел світла, що випромінюють однаковий світло, то ніякої інтерференційної картини не виникне – в місці зустрічі обох хвиль ми будемо спостерігати просто підсумовування інтенсивностей світла. У 1675 р. Ньютон […]...
- Хвильова природа світла “Що таке світло?” – Питання, що займав вчених століттями. У 1675 р великий англієць Ісаак Ньютон припустив, що світло – це потік дрібних частинок. Його науковий суперник, голландський фізик Християн Гюйгенс вважав, що світло – це хвилі. Тоді перемогла теорія Ньютона, в чому через його високого наукового авторитету. Близько 1800 англійський дослідник Томас Юнг, який […]...
- Кристалічні решітки – коротко Кристалічні речовини характеризуються правильним розташуванням складових їх частинок в строго певних точках простору. При з’єднанні цих точок прямими лініями утворюється просторова структура, звана кристалічною решіткою. Точки, в яких розміщені частинки кристала, називають вузлами решітки. Залежно від типу частинок, розташованих у вузлах кристалічної решітки, і характеру зв’язку між ними розрізняють чотири типи кристалічних граток: іонні, атомні, […]...
- Вільні електрони Метали в твердому стані мають кристалічну структуру: розташування атомів в просторі характеризується періодичною повторюваністю і утворює геометрично правильний малюнок, званий кристалічною решіткою. Атоми металів мають невелике число валентних електронів, розташованих на зовнішній електронній оболонці. Ці валентні електрони слабо пов’язані з ядром, і атом легко може їх втратити. Коли атоми металу займають місця в кристалічній решітці, […]...
- Дослід Герца Чим швидше буде відбуватися переміщення заряду, тим виразніше будуть електромагнітні хвилі. Тобто, чим більше частота, тим більша інтенсивність електромагнітних хвиль. На частоту коливального контуру впливає індуктивність і ємність складових елементів ланцюга. Визначити її можна за такою формулою: Електромагнітні хвилі є поперечними. Це означає, що коливання магнітного і електричного поля відбуваються в площинах, які є паралельними […]...
- Гратки Браве Грати Браве Кожну кристалічну структуру можна охарактеризувати певним набором елементарних трансляцій. Залежно від ставлення значень і взаємної орієнтації основних трансляцій a, b, c виходять решітки, що відрізняються один від одного за своєю симетрії. Браве довів, що існує всього 14 типів решіток, що відрізняються за своєю симетрії. Вони названі гратами Браве. Серед цих 14 решіток 7 […]...
- Будова металів Метали і їх сплави – основний матеріал в машинобудуванні. Вони володіють багатьма цінними властивостями, зумовленими в основному їх внутрішньою будовою. М’який і пластичний метал або сплав можна зробити твердим, тендітним, і навпаки. Для того щоб свідомо змінювати властивості металів, необхідно знати основи їх кристалічної будови. Як відомо, всі тіла складаються з великої кількості атомів, які […]...
- Електричний опір провідника: визначення, формули Електричний опір – це фізична величина що показує, яка перешкода створюється для струму при його проходженні по провіднику. Одиницею виміру опору служить Ом, на честь Георга Ома. У своєму законі він вивів формулу для знаходження опору, яка приведена нижче. Розглянемо опір провідників на прикладі металів. Метали мають внутрішню будову у вигляді кристалічної решітки. Ця решітка […]...
- Теорія нормальної дисперсії При проникненні електромагнітної хвилі в матеріальне середовище відбувається формування нової хвилі, що розповсюджується по речовині. Відмінність нової хвилі від вихідної полягає в тому, що при її поширенні відбуваються процеси, пов’язані не тільки з коливаннями електричного і магнітного полів, але і з рухом заряджених частинок усередині речовини, тобто з возбуждениями чисто механічної природи. Щоб підкреслити відмінність […]...
- Складання коливань Досвід показує, що хвилі складаються один з одним в наступному сенсі. Принцип суперпозиції. Якщо дві хвилі накладаються один на одного в певній області простору, то вони породжують новий хвильовий процес. При цьому значення коливається величини в будь-якій точці даній області дорівнює сумі відповідних коливних величин в кожній з хвиль окремо. Наприклад, при накладенні двох механічних […]...
- Фізика твердих тіл Якщо порівнювати з газами, то тверді тіла є їх повною протилежністю. Ні про яку свободу пересування частинки твердих тіл навіть “не думають”. У твердих тілах частинки розташовані досить близько один до одного: відстані між частинками порядку розміру самих частинок. Сили взаємодії між частинками твердого тіла дуже великі; розташування частинок в просторі володіє періодичної повторюваністю і […]...
- Електромагнітні хвилі: визначення Електромагнітні хвилі, точне довжина та частота хвилі – ключові параметри характеризують електромагнітне поле. Для наочності подумки уявімо електромагнітні хвилі у вигляді черговості систематично повторюваних хвиль величезній швидкості, яка дорівнює швидкості світла. Частота – це показник, який представляє число коливань або циклів у секунду, а “довжина хвилі” застосовується для опису відстані між наступними одна за одною […]...
- Механічні хвилі. Звук Механічні хвилі – це обурення середовища, що поширюються в просторі з плином часу. Хвилі, при поширенні яких частинки середовища зміщуються вздовж напрямку поширення хвилі, називають поздовжніми. Якщо частки середовища зміщуються поперек, то це поперечні хвилі. Частоту V коливань кожної точки середовища називають частотою хвилі. Величину Т, зворотну частоті, називають періодом хвилі. Амплітуду коливань частинок середовища […]...
- Загальні властивості неметалів Виходячи з положення неметалів у періодичній системі Менделєєва, можна виявити властивості для них характерні. Можна визначити кількість електронів на зовнішньому енергетичному підрівні, місце розташування неметалів наприкінці малих і великих періодів, число електронів на зовнішньому підрівні відповідає номеру групи. У періоді йде зростання здатності приєднувати електрони, а в групі це властивість можна спостерігати в міру зменшення […]...
- Як виміряти звукову хвилю? Довжина хвилі – це відстань між двома найближчими точками хвилі в одній фазі коливань. Довжину хвилі вимірюють від одного максимуму хвилі до іншого. Більшість з нас бачили хвилі на морі. Перш ніж досягти берега, хвилі покривають морську гладь брижами. Самі верхні точки хвиль називаються максимумами, самі нижні – мінімумами. Відстань між одним максимумом і іншим […]...
- Квантова теорія Бома Теорія, запропонована вченими де Бройлем і Бомом (механіка Бома, 1952 р.) виступає в якості однієї з інтерпретацій квантової теорії і є прикладом найпростішої теорії з прихованими змінними. Поняття теорії квантів де Бройля-Бома Відповідно до теорії де Бройля-Бома, швидкість якої-небудь однієї частинки буде залежною від безпосередньо величини хвильової функції, яка залежить від конфігурації всього Всесвіту. Вона […]...
- Інтерференція світла Все, про що ми говорили в попередньому розділі, справедливо для інтерференції будь-яких видів хвиль – зокрема, світлових. Але є дві істотні особливості, що відрізняють інтерференцію світла від інтерференції, скажімо, механічних хвиль. 1. Період коливань електромагнітного поля в світловій хвилі є настільки малим, що спостерігати і вимірювати ми можемо лише усереднене значення інтенсивності світла. 2. Два […]...
- Релеївські хвилі У 1885 році англійський фізик Релей проводив дослідження акустичних поверхневих хвиль, які поширюються по поверхні земної кулі, не йдучи в його глибини. Релеївські хвилі, як їх потім назвали, зіграли величезну роль в народженні нової науки – акустоелектроніки. Але спочатку вчені про них просто… забули. Навіть у другій половині 20 ст. взагалі не було ясно, чи […]...
- Когерентні джерела Нехай є два точкових джерела, що створюють хвилі в навколишньому просторі. Ми вважаємо, що ці джерела узгоджені один з одним в наступному сенсі. Когерентність. Два джерела називаються когерентним, якщо вони мають однакову частоту і постійну, не залежну від часі різниця фаз. Хвилі, порушувані такими джерелами, також називаються когерентним. Отже, розглядаємо дві когерентних джерела S1 і […]...
- Типи хімічних зв’язків Існує велика різноманітність хімічних зв’язків, відмінних за тими чи іншими ознаками. Усі зв’язки можуть бути поділені на кілька типів за принципом їх електронної будови. Нижче наводиться прийнята в даний час класифікація хімічних зв’язків. Іоний (електровалентний) зв’язок Якщо між двома атомами або двома групами атомів має місце електростатичне взаємодія, що приводить до сильного тяжінню і утворення […]...
- Від чого залежить опір Сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на ньому. Це означає, що зі збільшенням напруги збільшується і сила струму. Однак при однаковій напрузі, але використанні різних провідників сила струму різна. Можна сказати по-іншому. Якщо збільшувати напругу, то хоча сила струму і буде збільшуватися, але скрізь по-різному, в залежності від властивостей провідника. Залежність сили струму від […]...
- Дифракція Френеля на круглому отворі Вирішимо задачу про розподіл інтенсивності на екрані, якщо на шляху світла від точкового джерела поставлений непрозорий екран з круглим отвором, площина якого перпендикулярна до осі. Екран частково перекриває хвильовий фронт, але на відкритій частині поле електромагнітної хвилі не змінюється. Таке припущення допустимо, якщо розміри отвору великі в порівнянні з довжиною хвилі. Будемо також припускати, що […]...
- Взаємодія світлових хвиль У реальному світі неможливо спостерігати за окремими променями, ми бачимо картину, де кілька променів взаємодіють один з одним, в результаті чого вона виходить саме такий, як ми її бачимо. Для спрощення розгляду процесів взаємодії декількох світлових хвиль, розглянемо дві хвилі. Розглянуті нами процеси можуть відбуватися з будь-якими існуючими хвилями (світлом, електромагнітними, механічними і ін.). Всі […]...
- Опис структури кристалів Кристал можна представити як періодично повторювані в просторі однакові елементарні структурні одиниці – елементарні комірки кристала, що складаються з одного, у найпростішому випадку, або декількох атомів кожна. Елементарна комірка в загальному випадку має форму косокутного паралелепіпеда. Всі розташовані в ній атоми прийнято називати базисом елементарної комірки кристала. Закономірності будови елементарної комірки і базису, зокрема ступінь […]...