Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Дисперсия и разрешающая сила решетки





Основное назначение ДР состоит в использовании для исследования спектрального состава излучения. Для этого ДР должна создавать такую дифракционную картину, чтобы при наличии в исследуемом излучении различных, даже незначительно отличающихся длин волн, их можно было бы идентифицировать, т.е. главные максимумы для излучения близких длин волн воспринимались бы глазом или иным регистрирующим прибором раздельно, без наложения друг на друга. Рассмотрим, чем определяются и как описываются эти возможности ДР.

Определим угловую ширину центрального максимума, т.е. угол, который составляют лучи идущие к ближайшим к нему минимумам. Положение ближайших минимумов определяется условием, . Следовательно, min соответствуют углы:

. (13)

Соответственно угловая ширина центральногомаксимума:

(14)

Произведение – есть длина решетки. Следовательно, угловая ширина главного максимума обратно пропорциональна длине решетки. Можно показать, что с увеличением порядка максимума его угловая ширина увеличивается.

Основные характеристики спектрального прибора - дисперсия и разрешающая сила.

Дисперсия определяет угловое или линейное расстояние между спектральными линиями, отличающимися на 1 (1 = 10-10 м).

Разрешающая сила определяет минимальную разность длин волн dl, при которой две спектральные линии воспринимаются в спектре раздельно. Согласно критерию Рэлея, линии считаются различимыми, если в дифракционной картине середина одного максимума приходится на край (ближайший минимум) другого.

Можно показать, что:

угловая дисперсия определяется соотношением

, где (15)

– угловое расстояние между спектральными линиями, отличающимися на . Очевидно, что дисперсия определяется постоянной (периодом) ДР и увеличивается при уменьшении постоянной. Т.е., при прочих равных условиях, решетка с меньшей постоянной дает более широкий спектр.



Линейная дисперсия:

, где (16)

- фокусное расстояние используемой линзы.

Разрешающая сила ДР:

. (17)

Как видно из (17) разрешающая сила определяется количеством щелей N в ДР. Чем больше щелей, тем более четкую картину дает ДР. Именно поэтому лучшие решетки имеют до 1200 штрихов на 1 мм при общей длине до 200 мм.

Отметим в дополнение, что дифракционные решетки бывают прозрачные и отражательные. Существуют также вогнутые отражательные решетки, которые без использования линз позволяют фокусировать дифракционные спектры.

Разрешающая сила объектива

Всякий оптический прибор (фотоаппарат, телескоп, человеческий глаз в том числе) имеет некоторое входное отверстие, через которое свет поступает в прибор, создает изображение и затем анализируется. Изображение объекта в приборе определяется не только потоком излучения, идущего от объекта, но и свойствами самого прибора. Некоторые мелкие детали реального объекта оказываются отсутствующими в его изображении.

Излучение, приходящее от объекта, всегда можно рассматривать состоящим из излучения отдельных светящихся точек его поверхности. Поэтому рассмотрим ситуацию (рисунок 3), когда на непрозрачный экран с круглым отверстием (входное отверстие) падает плоская волна (от удаленного точечного источника). В этом случае будет наблюдаться дифракция Фраунгофера от круглого отверстия. Дифракционную картину можно наблюдать с помощью линзы, поместив в ее фокальной плоскости экран. Вследствие дифракции света на входном отверстии дифракционная картина имеет вид светлого пятна, окруженного дифракционными кольцами. Соответствующие расчеты показывают, что подавляющая часть светового потока попадает в центральное светлое пятно, и угловое расстояние на первый дифракционный минимум, если диметр отверстия

,(18)

Подавляющая часть светового потока попадает в область центрального пятна. Дифракционная картина не зависит от расстояния между отверстием и линзой и не изменится при их совмещении. Следовательно, самая совершенная линза не может дать идеального оптического изображения. Изображение светящейся точки, даваемое линзой, имеет вид пятнышка, являющегося центральным максимумом дифракционной картины. Угловой размер пятнышка уменьшается с ростом диаметра оправы линзы.

При малом угловом расстоянии между светящимися точками их изображения сливаются. Если dl минимальное угловое расстояние, при котором точки воспринимаются раздельно, то разрешающей силой прибора называется . В частности для объектива .









Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

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:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.