|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Дифракционная решетка | Дифракционная решетка (далее Д) оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа параллельных, равноотстоящих друг от друга штрихов одинаковой формы, нанесенных на плоскую или вогнутую оптическую поверхность. Таким образом, Д представляет собой периодическую структуру: штрихи с определенным и постоянным для данной решетки профилем повторяются через строго одинаковый промежуток d, называется периодом Д (рис.). В Д происходит дифракция света. Основное свойство Д - способность разлагать падающий на нее пучок света по длинам волн, т. е. в спектр, что используется в спектральных приборах. Если штрихи нанесены на плоскую поверхность, то Д называются плоскими, если на вогнутую (обычно сферическую) поверхность - вогнутыми. Различают отражательные и прозрачные Д У отражательных штрихи наносятся на зеркальную (обычно металлическую) поверхность и наблюдение ведется в отраженном свете. У прозрачных штрихи наносятся на поверхность прозрачной (обычно стеклянной) пластинки (или вырезаются в виде узких щелей в непрозрачном экране) и наблюдение ведется в проходящем свете. В современных спектральных приборах применяются главным образом отражательные Д
Наиболее наглядно описание действия Д в случае прозрачной Д При падении монохроматического параллельного пучка света с длиной волны l под углом a на Д, состоящую из щелей ширины b, разделенных непрозрачными промежутками, происходит интерференция волн, исходящих от разных щелей. В результате после фокусировки положения максимумов на экране (рис.) определяются уравнением: d (sin a + sin b) = ml, где b - угол между нормалью к решетке и направлением распространения пучка (угол дифракции); целое число m = 0, + 1, + 2, + 3,... равно количеству длин волн, на которое волна от некоторого элемента данной щели Д отстает от волны, исходящей от такого же элемента соседней щели (или опережает ее). Монохроматические пучки, относящиеся к различным значениям m, называются порядками спектра, а даваемые ими изображения входной щели - спектральными линиями. Все порядки, соответствующие положительным и отрицательным значениям m, лежат симметрично относительно нулевого. По мере возрастания числа щелей Д спектральные линии становятся более узкими и резкими. Если на Д падает излучение сложного спектрального состава, то для каждой длины волны получится свой набор спектральных линий и, следовательно, излучение будет разложено в спектры по числу возможных значений m. Относительная интенсивность линий определяется функцией распределения энергии от отдельной щели.
Основными характеристиками Д являются угловая дисперсия и разрешающая способность. Угловая дисперсия, определяющая угловую ширину спектра, зависит от отношения разности углов дифракции для двух длин волн:
Т. о., угловая ширина спектров изменяется приблизительно пропорционально номеру порядка спектра. Разрешающая способность R измеряется отношением длины волны к наименьшему интервалу длин волн, который еще может разделить решетка:
где - число щелей Д, a - ширина заштрихованной поверхности. При заданных углах разрешающая способность может быть повышена только за счет увеличения ширины Д
Д, применяемые для работы в различных областях спектра, отличаются частотой и профилем штрихов, размерами, формой, материалом поверхности и др. Для ультрафиолетовой и видимой областей наиболее типичны Д, имеющие от 300 до 1200 штрихов на 1 мм. Штрихи этих Д выполняют в слое предварительно нанесенном на стеклянную поверхность испарением в вакууме. Д для вакуумной ультрафиолетовой области изготавливаются преимущественно на стеклянных поверхностях. В этой области незаменимы Д, изготовленные на вогнутых (в большинстве случаев - сферических) поверхностях, обладающих способностью фокусировать спектр. В инфракрасной области применяются Д, называемые эшелеттами, которые имеют от 300 до 0,3 штрихов на 1 мм и выполняются на различных мягких металлах.
Кроме спектральных приборов, Д применяются также в качестве оптических датчиков линейных и угловых перемещений (измерительные Д), поляризаторов и фильтров инфракрасного излучения, делителей пучков в интерферометрах и для др. целей. В СССР изготовляются все известные виды Д Максимальное количество штрихов на 1 мм составляет 2400, а максимальный размер заштрихованной поверхности равен 300 ´ 300 мм.
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Курс общей физики, т. 3); Тарасов К. И., Спектральные приборы, Л., 1968. См. также лит. при ст. Дифракция света.
Ф. М. Герасимов.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 22.01.2025 12:52:59
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
