* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
Д
отражённом свете. У прозрачных решёток штрихи наносятся на поверхность прозрачной (обычно стеклянной) пластинки (или вырезаются в виде узких щелей в непрозрачном экране), и наблюдение ведётся в проходящем будут наблюдаться под углами αm, которые определяются из уравнения: d sinαm = mλ, где m = 0; ± 1; ± 2; … .
y y3 y2 y1 I –α1
α1
Л a b
αm
Y Э
Э d
Pm O P' m
O y–1 y–2 y–3 l
а A1 d B1
αm
O
F
C1
∆
Распределение интенсивности света за щелью
Дифракция света на решётке
свете. Принцип действия решётки удобнее рассматривать на примере прозрачной решётки. При падении на одиночную щель ширины а плоской монохроматической волны длины λ (см. рис.) происходит интерференция волн, согласно Гюйгенса—Френеля принципу исходящих из всех точек волнового фронта в щели. Дифракция плоских волн на щелях называют дифракцией Фраунгофера. Положение минимумов освещённости на экране находится из формулы: a sinαm = nλ, где n = ± 1; ± 2; … . Когда плоская волна проходит одновременно через множество щелей, то каждая щель превращается в источник когерентных вторичных волн. Главные минимумы интенсивности при этом оказываются такими же, как и для одной щели. Главные же максимумы от каждой щели
Чем больше в решётке щелей, тем ярче главные максимумы (интенсивность I ~ N 2, где N — число щелей). Острота (её критерием является полуширина) главных максимумов пропорциональна произведению Nd, т. е. полной ширине решётки. При освещении решётки немонохроматическим светом (напр., солнечным) происходит его разложение в спектр — это связано с тем, что положение главных максимумов зависит от длины волны: чем больше λ, тем дальше от центра располагается соответствующий максимум. Так, из-за того, что длина волны красного цвета λ1 больше длины волны синего цвета λ2, дифракционный угол α1 > α2. Поэтому в спектре красные линии будут расположены дальше синих. Разрешающая способность A дифракционной решётки определяется через предельную разность двух близких волн λ1 и λ2, при которой их главные максимумы
I
I
m = –1
I m=0 256I0
m = +1
m = –1 m = –1 m=0 16I0 O а m = +1
m=0 64I0
m = +1
p = –3
p = +1
Y
O б
Y
O в
Y
Интенсивность света за дифракционной решёткой: а — четыре щели; б — восемь щелей; в — шестнадцать щелей
183