Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9)

Нажмите для полного просмотра!

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №2

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №3

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №4

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №5

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №6

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №7

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №8

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №9

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №10

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №11

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №12

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №13

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №14

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №15

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №16

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №17

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №18

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №19

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №20

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №21

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №22

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №23

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №24

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №25

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №26

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №27

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №28

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №29

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №30

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9), слайд №31

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка. (Лекция 9). Доклад-сообщение содержит 31 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка.

Слайд 2

Описание слайда:

Дифракция Френеля- дифракция в сходящихся лучах (сферические волны), картина наблюдается на конечном расстоянии от препятствия. Дифракция Френеля- дифракция в сходящихся лучах (сферические волны), картина наблюдается на конечном расстоянии от препятствия. Дифракция Фраунгофера – дифракция в параллельных луча (плоские волны), источник и точка наблюдения бесконечно удалены от препятствия.

Слайд 3

Описание слайда:

Дифракция от одной щели Дифракция Фраунгофера – это дифракция плоской волны на препятствии.

Слайд 4

Описание слайда:

Дифракция от одной щели Согласно принципу Гюйгенса-Френеля все точки фронта волны, совпадающего с плоскостью щели, можно рассматривать как точечные когерентные источники вторичных волн. При  = 0 вторичные волны приходят в точку наблюдения с одинаковой фазой и дают максимум интенсивности нулевого порядка. Около 90% всей интенсивности дифрагированной волны сосредоточено в пределах центрального максимума, между минимумами первого порядка.

Слайд 5

Описание слайда:

Таутохронизм линз- линза не вносит дополнительной разности фаз между лучами, проходящими через разные участки линзы. Все лучи после прохождения линзы придут в точку наблюдения за одно время.

Слайд 6

Описание слайда:

Найдем зависимость интенсивности волны от синуса угла отклонения  волны от первоначального направления (рассматривается случай нормального падения). Найдем зависимость интенсивности волны от синуса угла отклонения  волны от первоначального направления (рассматривается случай нормального падения). Разобьем открытую часть волновой поверхности на элементарные зоны шириной dx. Каждая элементарная зона создает в точке Р колебание dE с амплитудой dA = (A0/b)dx. Разность фаз колебаний, возбуждаемых элементарными зонами с координатами О и Х создается на пути = x sin и равна δ=kΔ.

Слайд 7

Описание слайда:

Слайд 8

Описание слайда:

1. Для точки, лежащей напротив оптического центра линзы 1. Для точки, лежащей напротив оптического центра линзы При

Слайд 9

Описание слайда:

Распределение интенсивности при дифракции на одной щели

Слайд 10

Описание слайда:

Количество интерференционных полос Количество интерференционных полос Угловая ширина центрального максимума определяется из условия

Слайд 11

Описание слайда:

Разделим оптическую разность хода ВС на отрезки λ/2, и проведем перпендикуляры на отрезок АВ. Разделим оптическую разность хода ВС на отрезки λ/2, и проведем перпендикуляры на отрезок АВ. На АВ, который является фронтом плоской волны, получим зоны, аналогичные зонам Френеля. Число зон Френеля, укладывающихся на щели шириной b, равно N = b sinφ/ (λ/2).

Слайд 12

Описание слайда:

Условия дифракционных максимумов и минимумов на одной щели Минимум (N-четное) Максимум (N-нечетное)

Слайд 13

Описание слайда:

Дифракция Фраунгофера на дифракционной решетке

Слайд 14

Описание слайда:

Наблюдаемая при дифракции Фраунгофера на решетке дифракционная картина представляет собой результат суммарной многолучевой интерференции волн от вторичных когерентных источников на каждой щели и на разных щелях. Наблюдаемая при дифракции Фраунгофера на решетке дифракционная картина представляет собой результат суммарной многолучевой интерференции волн от вторичных когерентных источников на каждой щели и на разных щелях. Ввиду строго периодического расположения щелей когерентные волны, прошедшие через разные щели, будут интерфирировать между собой и дадут четкую дифракционную картину. Разность хода волн, прошедших через соседние щели  = dsin, следовательно, разность фаз этих волн  = 2 /  = 2dsin / 

Слайд 15

Описание слайда:

Слайд 16

Описание слайда:

Распределение интенсивности при дифракции на дифракционной решетке

Слайд 17

Описание слайда:

При  = 0 в центре картины наблюдается главный максимум нулевого порядка. При  = 0 все волны приходят в точку наблюдения в одной фазе. Амплитуда волны А = NА0, где А0 - амплитуда волны, прошедшей через одну щель. Интенсивность волны I = N2 I0. Этот результат является следствием интерференции когерентных волн (N некогерентных источников дают интенсивность I = N I0). При  = 0 в центре картины наблюдается главный максимум нулевого порядка. При  = 0 все волны приходят в точку наблюдения в одной фазе. Амплитуда волны А = NА0, где А0 - амплитуда волны, прошедшей через одну щель. Интенсивность волны I = N2 I0. Этот результат является следствием интерференции когерентных волн (N некогерентных источников дают интенсивность I = N I0). При углах , удовлетворяющих условию dsin =  m  , разность фаз волн, прошедших через соседние щели,  =  m 2 / =  2 m, волны приходят в точку наблюдения в одной фазе- главные максимумы m-го порядка.

Слайд 18

Описание слайда:

Между главными максимумами расположены минимумы (N-1) и побочные максимумы. Условия минимумов: dsin =  (m + k/N), Между главными максимумами расположены минимумы (N-1) и побочные максимумы. Условия минимумов: dsin =  (m + k/N), где k = 1, 2, 3, ..., N –1 Эти минимумы интерференционные и обусловлены взаимным гашением волн, прошедших через все щели. По-прежнему наблюда- ются минимумы в направлениях, когда b sin =  m .

Слайд 19

Описание слайда:

На векторной диаграмме колебания, приходящие от первой, …, N-ой щели изобразятся векторами одинаковой длины, разность фаз между которыми будет составлять  = (m + k/N) 2, при этом конец последнего вектора совпадет с началом первого . На векторной диаграмме колебания, приходящие от первой, …, N-ой щели изобразятся векторами одинаковой длины, разность фаз между которыми будет составлять  = (m + k/N) 2, при этом конец последнего вектора совпадет с началом первого . Решетка с пятью щелями (N=5) m=0 и k = 1:  = (1/5) 2, (2/5) 2, (3/5) 2, (4/5) 2; m=0 и k = 2:  = (2/5) 2, (4/5) 2, (6/5) 2, (8/5) 2;

Слайд 20

Описание слайда:

Решетка с пятью щелями (N=5) Решетка с пятью щелями (N=5) m=0 и k = 3:  = (3/5) 2, (6/5) 2, (9/5) 2, (12/5) 2; m=0 и k = 4:  = (4/5) 2, (2/5) 2, (3/5) 2, (4/5) 2.

Слайд 21

Описание слайда:

Для дифракционной решетки: Условие главных максимумов Условие главных минимумов Условие доп. минимумов

Слайд 22

Описание слайда:

Слайд 23

Описание слайда:

Слайд 24

Описание слайда:

Дифракционная картина выражена тем резче, чем больше число щелей N. Действительно, угловая ширина центрального максимума определяется условием первого минимума (4): Дифракционная картина выражена тем резче, чем больше число щелей N. Действительно, угловая ширина центрального максимума определяется условием первого минимума (4): Δ = 2 arcsin( /Nd), что в Nd/b  N раз меньше, чем при дифракции на одной щели. Положение всех главных максимумов, кроме нулевого, зависит от длины волны. Поэтому главные максимумы различных длин волн будут разделены на экране; таким образом, дифракционная решетка будет производить разложение немонохроматического излучения на спектральные составляющие.

Слайд 25

Описание слайда:

Дисперсия - угловое (или линейное) расстояние между двумя спектральными линиями, отличающимися по длине волны на единицу (например, на 1 мкм). Дисперсия - угловое (или линейное) расстояние между двумя спектральными линиями, отличающимися по длине волны на единицу (например, на 1 мкм). Угловая дисперсия Линейная дисперсия (расстояние на экране) D = DφF, где F – фокусное расстояние линзы.

Слайд 26

Описание слайда:

Разрешающая сила определяется минимальной разностью длин волн, при которой две линии в спектре воспринимаются раздельно. Разрешающая сила определяется минимальной разностью длин волн, при которой две линии в спектре воспринимаются раздельно. Согласно критерию Рэлея две линии в спектре воспринимаются раздельно (считаются разрешенными), если дифракционный максимум первой линии совпадает (или лежит дальше) с минимумом второй линии.

Слайд 27

Описание слайда:

Минимум интенсивности одной линии должен совпадать с максимумом другой. Минимум интенсивности одной линии должен совпадать с максимумом другой.

Слайд 28

Описание слайда:

Запишем условие m-го максимума для линии с длиной волны  + δ и ближайшего минимума для линии с длиной волны : Запишем условие m-го максимума для линии с длиной волны  + δ и ближайшего минимума для линии с длиной волны : dsin = m( + ), dsin = (m + 1/N). Откуда m = /N и разрешающая сила R = / = mN

Слайд 29

Описание слайда:

На стеклянных решетках наблюдения можно производить как в проходящем, так и в отраженном свете, на металлических - только в отраженном. Наиболее типичные дифракционные решетки, которые используются для работы в видимом диапазоне спектра ( 390 - 780 нм) имеют от 300 до 1600 штрихов/мм. На стеклянных решетках наблюдения можно производить как в проходящем, так и в отраженном свете, на металлических - только в отраженном. Наиболее типичные дифракционные решетки, которые используются для работы в видимом диапазоне спектра ( 390 - 780 нм) имеют от 300 до 1600 штрихов/мм.

Слайд 30

Описание слайда:

Дифракция рентгеновских лучей

Слайд 31

Описание слайда:

Рентгеновская спектроскопия – для исследования спектрального состава излучения Рентгеновская спектроскопия – для исследования спектрального состава излучения Рентгеноструктурный анализ – для изучения структуры кристалла