Дифракційна гратка. Дифракція рентгенівських променів. Формула Вульфа - Брегга

Одним з найбільш розповсюджених приладів для отримання спектрів за допомогою дифракції є дифракційна решітка. Д.р.- оптичний прилад, що є сукупністю великого числа паралельних, рівновіддалених один від одного штрихів однакової форми, нанесених на плоску або увігнуту оптичну поверхню. Таким чином, Д. р. є періодичною структурою: штрихи з визначеним і постійним для даних грат профілем повторюються через строго однаковий проміжок d, називається періодом Д. р. В Д. р. відбувається дифракція світла. Основна властивість Д. р. — здатність розкладати падаючий на неї пучок світла по довжинах хвиль, тобто в спектр, що використовується в спектральних приладах. Якщо штрихи нанесені на плоску поверхню, то Д. р. називаються плоскими, якщо на увігнуту (зазвичай сферичну) поверхню — увігнутими. Розрізняють відбивні і прозорі Д. р. У відбивних штрихи наносяться на дзеркальну (зазвичай металеву) поверхню і спостереження ведеться у відбитому світлі. В прозорих штрихи наносяться на поверхню прозорої (зазвичай скляною) пластинки (або вирізуються у вигляді вузьких щілин в непрозорому екрані) і спостереження ведеться в проходящем світлі. У сучасних спектральних приладах застосовуються головним чином відбивні Д. р.

Основними характеристиками Д. р. є кутова дисперсія і роздільна здатність.

Дифракція рентгенівських променів - розсіяння рентгенівських променів кристалами (або молекулами рідин і газів), при якому з початкового пучка променів виникають вторинні відхилені пучки тієї ж довжини хвилі, взаємодії первинних рентгенівських променів, що з'явилися в результаті, з електронами речовини; напрям і інтенсивність вторинних пучків залежать від будови розсіюючого об'єкту. Дифраговані пучки складають частину всього розсіяного речовиною рентгенівського випромінювання. Поряд з розсіянням без зміни довжини хвилі спостерігається розсіяння із зміною довжини хвилі — так зване комптонівське розсіяння. Явище Д. р. п., що доводить їх хвилеву природу, вперше було експериментально виявлено на кристалах німецькими фізиками М. Лауе, В. Фрідріхом і П. Кніппінгом в 1912.

Бреггівська дифракція - явище сильного розсіювання хвиль на періодичній ґратці розсіювачів при певних кутах падіння й довжинах хвиль.

Найпростіший випадок Бреггівської дифракції виникає при розсіюванні світла на дифракційній ґратці. Аналогічне явище спостерігається при розсіюванні рентгенівських променів, електронів, нейтронів тощо на кристалічній ґратці.

Інтенсивні піки розсіювання спостерігаються тоді, коли виконується умова Вульфа-Брегга:

,

де - хвильовий вектор, - вектор оберненої ґратки, тобто, при умові, що розсіяна хвиля збігається за фазою з падаючою.

Для дифракційної ґратки з періодом d цю умову можна переписати у вигляді:

,

де θ - кут падіння, λ - довжина хвилі, n - ціле число, яке називається порядком дифракції. Ця ж формула справедлива для розсіювання хвиль на кристалі кубічної сингонії.

10. Поляризація світла. Закон Брюстера. Поляроїди. Закон Малюса.

Поляризація світ ла – це така його властивість, яка характеризується просторово-часовою впорядкованістю орієнтації векторів напруженостей електричного та магнітного полів. Під терміном “поляризація світла” розуміють також процес отримання поляризованого світла. Поляризація може бути таких типів: Лінійна поляризація, Циклічна поляризація, Еліптична поляризація

Закон Брюстера — закон оптики, що виражає зв'язок показника заломлення з таким кутом, при якому світло, відбите від кордону розділу, буде повністю поляризованим в плоскості, перпендикулярній плоскості падіння, а заломлений промінь частково поляризується в плоскості падіння, причому поляризація заломленого променя досягає найбільшого значення. Легко встановити, що в цьому випадку відбитий і заломлений промені взаємно перпендикулярні. Відповідний кут називається кутом Брюстера. Закон Брюстера: , tg(ϴ_Br)=n₂₁де n₂₁ — показник заломлення другого середовища відносно першої, ϴ_Br — кут падіння (кут Брюстера).

Поляроїди -це целулоїдні плівки, які використовують для отримання поляризованого світла в поляризаційних пристроїв. Поляроїди застосовують для захисту водіїв від осліплюючої дії сонячних променів і фар зустрічного автотранспорту.

Закон Малюса — залежність інтенсивності лінійно-поляризованого світла після його проходження через поляризатор від кута між плоскістю поляризації падаючого світла і поляризатора. I=I₀cos²ɚ, де I₀ — інтенсивність падаючого на поляризатор світла, I — інтенсивність світла, що виходить з поляризатора.