Принцип работы дифракционной решётки

Дифракционная решетка- прибор, действие которого основано на явлении дифракции света.

Дифракционная решетка представляет собой пластинку (некоторую поверхность), на которую нанесены большое число узких щелей (или выступов), расположенных регулярно, то есть на одинаковом расстоянии друг от друга.

Выглядит лабораторная дифракционная решетка следующим образом:

Изображение и величины, используемые при решении задач на дифракционную решетку:

1) - длины прозрачного и непрозрачного участков;

2) период, постоянная решетки-расстояние, через которое повто-ряются штрихи на решётке(суммарная длина прозрачного и непрозрачного участков );

3) L- расстояние от решетки до экрана;

4) -угол дифракции (угол отклонения лучей от первоначального направления);

5) -длина волны падающего света;

6) x - расстояние от центрального (нулевого) максимума до максимума k- го порядка.

 

 

Принцип работы дифракционной решетки: если на решетку падает монохроматический свет, то лучи на малых отверстиях испытывают явление дифракции (огибают препятствия, отклоняясь от первоначального направления на угол ). После прохождения собирающей линзы лучи на экране дают интерференционную картину- максимумы освещенности k-го порядка, расположенные по обе стороны от центрального максимума.

 

Формула, выражающая условие максимума освещенности дифракционной решетки:

, где постоянная (период) решетки (м),

- угол дифракции (,  (может стремиться к 90⁰),

- порядок максимума;

-длина волны(м).

Формулы- дополнения к формуле дифракционной решетки:

, где N- число штрихов на длине  решетки;

Для малых углов ;

, где - частота света (Гц),  м/с- скорость света в вакууме.

 

Вид дифракционной картины на экране:

1)при облучении монохроматическим светом- в центре окрашенное пятно данного света и по обе стороны от него окрашенные пятна (точки). При малых углах максимумы практически равноудалены друг от друга.

 

2)при облучении белым светом- в центре максимум белого света, по обе стороны от него максимумы 1-го, 2-го,…. K-гопорядка в виде окрашенных полос, начиная от фиолетового света и

завершая красным.