|
|
Дифракция лазерного излученияПоскольку лазерное излучение обладает высокой когерентностью и монохроматичностью, можно считать, что лазер является источником плоской электромагнитной волны. С его помощью можно легко наблюдать явления, обусловленные волновой природой света, в частности, дифракцию. Дифракцией называют огибание волнами препятствий. Дифракция на дифракционной решетке. Для ее наблюдения используется схема на рис.4. Луч лазера освещает исследуемый объект (дифракционную решетку, мазок крови и т.п.). Дифракционную картину, состоящую из линейки ярких пятен, наблюдают на экране, расположенном перпендикулярно лазерному лучу на расстоянии L от объекта. Дифракционная решетка это совокупность одинаковых параллельных непрозрачных полосок (штрихов), разделенных прозрачными полосками. Эта структура повторяется с периодом d — постоянной решетки (это малая величина порядка размеров клеток). Эта величина записывается на дифракционной решётке. Например, запись 1/100 означает, что на 1мм решётки нанесено 100 щелей, т.е. период дифракционной решётки d=0,01 мм.
Рис. 4. Дифракция света: а — схема наблюдений: Л — лазер, ДР — дифракционная решетка, Э — экран, стрелки показывают направления распространения дифрагированных лучей, х2 и х_2 — расстояния от нулевого дифракционного максимума до максимумов +2-го и -2-го порядков, соответственно; б — схема формирования дифракционной картины с помощью дифракционной решетки: черное — непрозрачные участки, белое — прозрачные, d — период решетки.
При освещении решетки соседние прозрачные полоски становятся вторичными источниками света. Часть света просто проходит сквозь решетку по пути распространения лазерного луча и образует на экране яркий дифракционный максимум нулевого порядка (цифра 0 у экрана — рис.4а). По некоторым избранным направлениям излучение, испускаемое соседними полосками, имеет сдвиг фазы кратный X, то есть равный целому числу волн. Такое излучение складывается на экране, давая яркие пятна, а зависимость интенсивности от расстояния от центра пучка имеет резкие максимумы (рис.4а). Вывод основного уравнения дифракции очевиден из рис.4б. Разность хода лучей 1 и 2 равна d*sinφ. В точке максимумов она должна равняться целому числу длин волн mλ, где m= 0; ±1; ±2 и т.д. — порядок дифракции. Таким образом, формула дифракционной решетки записывается как: d* sinj = ml, (1) где m – порядок максимума (m=1,2,3, …).
Рис.5. Фрагмент лазерной установки для получения дифракционной картины Дифракция на эритроцитах в мазке крови Нормальный эритроцит по своей форме похож на двояковогнутую линзу со средней толщиной около 2 мкм и диаметром около 8,5 мкм. В мазке крови на стекле он лежит как плоский диск. Соответствующая дифракционная картина имеет вид чередующихся светлых и темных концентрических колец с ярким пятном — нулевым максимумом в центре. Распределение интенсивностей вдоль диаметра этих колец представлено на рис.6. Если число эритроцитов на мазке велико, и они расположены случайным образом друг относительно друга, то картина не изменяется. Экспериментально точнее измерять не радиусы ярких колец, а радиусы темных колец. Как показывают результаты точного решения, соответствующие им углы дифракции определяются формулами:
для 1-го и 2-го минимумов, соответственно, где D — диаметр эритроцитов.
Синус соответствующего угла дифракции вычисляется по формуле: где l — расстояние от образца до экрана.
Рис.6. Распределение интенсивностей чередующихся светлых и темных концентрических колец для эритроцитов
Выполнение работы и составление отчета по лабораторной №13 ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ
ГОУ ВПО «СМОЛЕНСКАЯ ГОСУДАРТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ РОСЗДРАВА»
Кафедра медицинской и биологической физики
Тема: Свойства лазерного излучения
Лабораторная работа 34
  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
(2)