Използване на вълновите свойства на светлината. Дифракционна решетка

Вълновата природа на светлината е доказана отдавна. За да решават практически проблеми, те често използват принципите на геометричната оптика, но също така вълна свойства на светлината се използват широко в най-разнообразните отрасли на съвременната наука и технологии. Пример за това е дифракция. Способността на вълната да обвива пречките, които се срещат по пътя й, е присъща на светлината. Това явление се проявява, когато вълните попадат в района на така наречената геометрична сянка. Обяснението на феномена на дифракцията е дадено от принципа Huygens. Според това обяснение всяка точка от пътя на вълната се превръща в център за вторичните вълни. В плика на тези вълни, позицията на вълната е зададена за всеки следващ момент.

В примера плоска вълна обикновено инцидент на дупка в непрозрачен екран, теорията на Хюйгенс, всяка точка на която е разпределена отвор част от фронт на вълната, присъща способност да стане източник на вторични вълни (в хомогенна изотропна среда са сферични).

Достатъчно е да се изгради обвивката на вторичните вълни в определено време, за да се проследи лесно явлението на вълната, обгръщаща ръба на дупката. Това се дължи на факта, че предната част на вълната навлиза в региона на така наречената геометрична сянка.

Използването на дифракционното свойство намери широко приложение в инструмент, наречен дифракционна решетка. В първоначалните си експерименти с дифракция на светлината Джеймс Грегъри използва обикновен птичен перо. Впоследствие той е заменен от конкретен оптично устройство. Дифракционната решетка е набор от значителен брой удари, разположени върху определена повърхност, която е редовно подредена. Те могат да бъдат или процепи, или прорези, в зависимост от вида, към който принадлежи съответната дифракционна решетка.

Има два типа решетки - отразяващи и прозрачни. Първите включват устройства, които използват отразяваща повърхност с нанесени удари. Последните използват прозрачни повърхности, тук могат да се използват както ивици, така и прорези.

Принципът на действието на дифракционната решетка се обяснява пряко с вълновите свойства на светлината. За да се прекъсне предната част на светлинната вълна, се използват решетките. В резултат на това се формират индивидуални лъчи на т. Нар. Кохерентна светлина. След като са претърпели дифракция на ударите, те се намесват помежду си. Като се има предвид факта, че вълни с различна дължина създават максимума на интерференция при напълно различни ъгли (определени от разликата в траекторията на смущенията), на изхода се получава бяла светлина, разсеяна в спектъра.

Дифракционната решетка като устройство намира приложение в най-различни сфери на човешката дейност. Използва се и в спектрални инструменти и как оптични сензори ъглови (линейни) измествания и като поляризатори или филтри за инфрачервена радиация. Също така могат да бъдат разделители на лъча за интерферометри или стъкла на "очила против отблясъци".

Има и дифракционна решетка за Рентгенови лъчи. Техническо е невъзможно да се създаде. За да разрешат този проблем, учените са преминали първоначалния път. За разграждането на рентгеновите лъчи, кристални решетки някои кристали.

Като се има предвид основната характеристика решаване на мощност дифракционна решетка. Той представлява общия брой линии в решетката, който се умножава по реда на максимума на лъча. Този израз може да бъде представен като изявление, че за разликата в честотата е характерно равнопоставеността с реципрочната разлика в интервалите от време на преминаване на най-крайните лъчи, наречена намеса.

В ежедневието компакт диск или грамофонна плоча може да служи като илюстративен пример за дифракционна решетка. Но за производството на промишлени инструменти се използва високотехнологично оборудване, което има висока точност.