Одномерная дифракционная решетка – это система параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками (рис. 25).
Дифракционная картина на решетке определяется, как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей. Если ширина каждой щели равна а, а ширина непрозрачных участков между щелями b, то величина d = a + b называется постоянной ( или периодом) дифракционной решетки.
Пусть плоская монохроматическая волна длиной l падает нормально к плоскости решетки (рис. 25). Так как щели находятся друг от друга на одинаковых расстояниях, то разности хода лучей D, идущих от двух соседних щелей, будут для данного направления j (j – угол дифракции) одинаковы в пределах всей дифракционной решетки:
.
Действие одной щели будет усиливать действие другой, если будет выполнено условие наблюдения главных дифракционных максимумов,которое носит название формулы дифракционной решетки:
(
= 0, 1, 2, …).
Кромеглавных дифракционных максимумов,на экранебудут наблюдаться главные и дополнительные дифракционные минимумы.
Наблюдение главных дифракционных минимумов интенсивности света, идущего от одной (каждой) щели определяется выполнением условия, рассмотренного выше, для одной щели шириной а:
( = 1, 2, 3, …).
Вследствие взаимной интерференции световых лучей, посылаемых двумя щелями, на экране возникнут в некоторых направлениях j m дополнительные дифракционные минимумы при выполнении для этих направлений следующего условия:
( = 0, 1, 2, …).
Тема 12. Дисперсия и поляризация света
Дисперсией света называется зависимость показателя преломления n вещества от частоты n (n = f (n)) или от длины волны l (n = f (l)) света (рис. 26).
Следствием дисперсии является разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму (рис. 27). Так как с увеличением длины волны значение показателя преломления уменьшается (рис. 26), то красные лучи отклоняются призмой слабее, чем фиолетовые (рис. 27).
Поляризация света. Световые волны являются поперечными волнами: векторы напряженностей электрического 
и магнитного 
полей в световой волне взаимно перпендикулярны и колеблются перпендикулярно вектору скорости 
распространения волны. Свет – это суммарное электромагнитное излучение множества атомов, каждый из которых излучает световые волны независимо друг от друга. Поэтому световая волна, излучаемая телом, характеризуется всевозможными равновероятными ориентациями вектора . Такой свет называется естественным.
| |
каким-то образом упорядочено, называется поляризованным, а свет, в котором вектор колеблется только в одном направлении, называется плоскополяризованным. Плоскость, проходящая через направление колебаний вектора плоскополяризованной волны и направление распространения этой волны, называется плоскостью поляризации.
Естественный свет можно преобразовать в плоскополяризованный с помощью так называемых поляризаторов. В качестве поляризаторов могут быть использованы природные кристаллы, например, турмалин.
Если на пути луча поставить не одну, а две пластинки турмалина T 1 и T 2 (рис. 28) и вращать одну относительно другой вокруг направления луча, то интенсивность света, прошедшего через обе пластинки, меняется в зависимости от угла a между оптическими осями ОО', определяющими положение плоскостей поляризации двух кристаллов-поляризаторов,по закону Малюса:
,
где I 0 и I – соответственно интенсивности света, падающего на второй кристалл и вышедшего из него.
Рис. 28
Пластинка Т 1 , преобразующая естественный свет в плоскополяризованный, является поляризатором. Пластинка Т 2, служащая для анализа степени поляризации света, прошедшего поляризатор, называется анализатором.
