Дифрақциялық тордың тұрақтысын анықтау

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
АБАЙ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Бекітемін
Физика кафедрасының меңгерушісі Косов В.Н.
__________________________
_________________ 2022 ж.

№ 4.5 зертханалық жұмыс

ДИФРАКЦИЯЛЫҚ TOP ТҰРАҚТЫСЫН АНЫҚТАУ

Алматы, 2022

№ 4.5 зертханалық жұмыс

ДИФРАКЦИЯЛЫҚ TOP ТҰРАҚТЫСЫН АНЫҚТАУ

Жұмыстың мақсаты: Дифракциялық тордағы Фраунгофер дифракциясын оқып уйрену. Мөлдір дифракциялық тордың тұрақтысын анықтау.
Қажетті құрал-жабдықтар: мөлдір дифракциялық тор, гелий-неон лазері, оптикалық отырғыш, рейтер, шкаласы бар экран, толқын ұзындығы белгісіз лазер.

Қысқаша теориялық кіріспе
Жазық мөлдір дифракциялық тор орталарының ара қашықтығы және ені бірдей , саны өте үлкен (1 мм де 1000 дейін) жіңішке параллель саңылаулардан тұратын мөлдір пластинка түрінде болады. Тордың саңылауы дұрыс құрылымды болады. Мұндай құрылымдағы тордың саңылауы мен оның аралықтарынан жарық өткізу коэффициенті әртүрлі болатындықтан, мөлдір амплитудалық тор деп атайды. - қашықтығы тор тұрақтысы немесе периоды деп аталынады.
1-суретте Фраунгофер схемасына сәйкес торлар арқылы өтетін сәулелер жолы көрсетілген. Жарық көзінен (1) монохроматты жарық саңылауды (2) жарықтандырады, ол (3) коллиматордың объективінің фокаль жазықтығында орналасады. Саңылаудың (2) әр нүктесі екінші жарық көзі болғандықтан, объективтен (3) өткен соң параллель сәулелер береді. Қорытынды сәуле дифракциялық торға параллель сәулелер шоғы түрінде жетеді. Бүл сәулелер тордан өтерде дифракцияланып, когерентті φ1, φ2... φk бұрышынан шашырайтын жарық шоғын түзеді. Көру трубасының объективінен өтетін шоқтар оның фокаль жазықтығында саңылаудың кескіні болатын дифракциялық бейне түзеді. Бұл жазықтықтағы (6) жазықтықтағы когерентті тербелістердің интерференциясының нәтижесі болады.

Сурет 1 - Фраунгофер схемасына сәйкес торлар арқылы өтетін сәулелер схемасы

Дифракциялық бейнедегі интенсивтіліктердің таралуы әр саңылаудагы интенсивтіліктің таралуы мен барлық саңылаудан болатын толқынның интерференциясын ескергенде алынады. Әр саңылау 2-суретте келтірілген дифракциялық бейне береді. Бұл жағдайда бірінші болатын минимумдар шарты былайша беріледі:

b sinφm=+-mλ, m= 1,2,3, ... (1)

φm - дифракция бұрышы m = 0 болғанда максимум болады, λ - жарық толқынының ұзындығы. Максимумдар шарты:

bsinφ1= +-1,43λ bsinφ2=+-2,64λ (1а)

-2 λb λb 0 λb 2 λb

Сурет 2 - Саңылаудан шыққан дифракциялық бейне

Барлық саңылаудан бейне жазықтықтың бір нүктесіне келіп, бірін-бірі күшейтеді. Әр саңылауда тербелістер когерентті болатындықтан, қорытынды интенсивтілікті табу үшін олардың қабаттасқандағы фазалық қатынастарын табу керек. Ол үшін алынатын толқынды беттің бөлігін саңылауларға параллель тар зоналарға бөлеміз. і - зонаның Р нүктесіндегі тербеліс амплитудасьшың векторын былай белгілеуге болады:

,

мұндағы і - саңылаудың Р нүктесіндегі тербеліс амплитудасы (2-сурет).
Бұл векторлардың модулдары бірдей және дифракция бұрышына байланысты болады. Келесі әр вектор алдыңғысына қарағанда бір бұрышқа бұрылған, ол көршілес саңылаулар қоздырған тербелістердің фаза айырымына тең (3а-сурет).
(1)-шартты қанағаттандыратын бағыттар үшін, барлық тең және қорытқы тербелістер (6) - жазықтықтың Р нүктесінде нольге тең болады. Сонымен бір саңылау үшін минимум шарты, тор үшін де минимум шарты болалады. 1-суреттен көрініп тұр, көршілес саңылаулардың жол айырымы -ға тең болатындығы. Сондықтан фазалар айырымы тең болады:

болатын барлық бағыттар үшін, интенсивтіліктің максимумдары пайда болады. Сондықтан, бас максимумның шарты:

(2)

бұл жерде k = 0, 1, 2, ... - дифракциялық максимумның реті.

3-сурет. Графикалық әдіспен қорытқы амплитуданы анықтау

Фокаль жазықтығының сәйкес нүктелеріндегі тербеліс амплитудасы:

мұндағы бір саңылаудан бұрыш бағыты бойынша дифракцияланатын тербелістің амплитудасы; N - тордағы саңылау саны;
Сонымен, бас максимумдардың ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.