![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Двойное лучепреломление ⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 8
Эллиптическая поляризация – наиболее общий случай поляризации световых волн, она возникает при сложении двух когерентных взаимно перпендикулярных колебаний различной амплитуды.
(1)
+
y b
(7) (6) x
В последующие моменты (t>0) x -ая компонента уменьшается, а y -ая компонента растет в отрицательном направлении, поскольку к аргументу φ = π/2 добавляется ωt. (Рис. 2) Рис.1 Рис. 2
И так, если волна распространяется к смотрящему на чертёж, Рис. 2, с вектором
Если рассмотреть сумму,
Двойное лучепреломление В природе существуют вещества, в которых скорости распространения а+ и а- различны, следовательно, будут различны и n+ и n-, и если будет распространяться линейно-поляризованная волна, то возникает её разделение на две волны, которые выходят под различными углами
Рис. 4. Кристалл исландского шпата в виде ромбоэдра.
Рис. 5
При распространении вдоль оптической оси кристалла, двойное лучепреломление отсутствует.
Это явление было открыто Бартолином в 1670г., Гюйгенс 1690г. и для УКВ - диапазона, Лебедевым в ХХ веке. Рис. 6
Для необыкновенного луча показатель преломления ne зависит от направления луча в кристалле, для nо – остается постоянным при любом угле падения светового луч в кристалл.
Для исландского шпата:
λ = 5893Ǻ (желтый дублет натрия) nо = 1,658 а 1,486≤ ne 1,658 ne ≤ nо
Существуют кристаллы с ne ≥ nо – положительные кристаллы, кристаллический кварц. При ne = nо
Любая плоскость, приведенная через оптическую ось, называется главным сечением. В природе существуют одноосные и двухосные кристаллы. Одноосные кристаллы: исландский шпат и кварц.
Оба луча, возникающие в кристалле при двойном лучепреломлении, полностью поляризованы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
Рис. 7
(a) (b) Вектор
Рассмотрим два случая ориентации вектора
В случае произвольной ориентированной линейной поляризации луча, падающего на кристалл можно разложить на Если введем угол α между
Из правила Малю следует, что при падении на анизотропный кристалл неполяризованного света происходит его разделение на две компоненты (обыкновенную и необыкновенную), которые линейно поляризованы. Вследствие разной величины no и ne идут по разным путям и выходят из кристалла в виде двух линейно поляризованных лучей.
Следовательно, анизотропный кристалл служит поляризатором света.
Поляризационные приспособления Для х-ки поляризации света вводится так называемая степень поляризации P: Пластинки из анизотропных кристаллов и их комбинаций применяются для получения поляризованного света.
В С’ А о
е
Рис. 10
По линии АА призма разрезается и склеивается канадским бальзамом с пδ =1,550, пе<пδ<пο. Оптическая ось составляет со входной гранью угол в 48 градусов. Можно подобрать угол, при котором существует полное внутреннее отражение на прослойке канадского бальзама и поглощается зачерненной нижней гранью (для больших призм ставят дополнительную призму для вывода луча, чтобы избежать её нагрева). Необыкновенный луч ne выходит параллельный грани АС’. Но так как канадский бальзам поглощает ультрафиолетовое излучение, и в качестве поляризаторов в УФ используют призму Волластона, из исландского шпата, с воздушной (или глицериновой) прослойкой.
С глицерином
С воздушной прослойкой
2. Двояко преломляющие призмы
шпат О Луч О преломляется в шпате и стекло раза в два и сильно отклоняется. Луч Е выходит почти без отклонения, так как nстекла близкий к ne: е Стекло Рис. 11 б) Призма из двух кусков исландского шпата с различными направлениями оптических лучей. Различие в ориентации оптических осей влияет на угол расхождения между лучами. Допустимая апертура падающего пучка во всех этих призмах весьма не велика.
3. ---------------------- пластинки (турмалин). Наряду с двойным лучепреломлением существует поглощение, сильнее необыкновенного луча, чем “О” луча. Из пластинки оба луча выходят поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях. При толщине Лекция Дисперсия (приборов) Основные свойства спектральных приборов
В экспериментах по получению спектров обычно используют призму или дифракционную решетку, призмы и дифракционные решетки играют основную роль при создании спектральных приборов. Эти диспергирующие элементы обеспечивают разложение по длинам волн. Кроме них спектральный прибор должен содержать какую-то фокусирующую оптику, чтобы получить четкое изображение входной щели в свете исследуемой волны ( .
рис 1. упрощенная схема спектрального прибора
Простейшая схема спектрального прибора: в главном фокусе колец–мажорного объектива L1 помещена входная щель b. При прохождении излучения через такую систему образуется плоская волна, падающая на дисперцирующий элемент. Второй (камерный) объектив L2 фокусирует излучение разных длин волн (спектральных линий) в определенных точках фотопластинки. Подобная система отнюдь не является единственно возможном (например, интерференционный фильтр позволяет выделить из исследуемого спектра узкую группу волн, и также служит монохроматором). Прежде чем проводить анализ полученных спектральных линий следует ответить на следующие принципиальные вопросы:
Из (2) следует, если известны амплитуды
![]()
Для сопоставления экспериментального (физического) и математического разложения функция F(t) на составляющие, рассмотрим случай, когда F(t) состоит из трех монохроматических функций с частотами Затем настроим монохроматор поочередно на Будем считать, что разность между
Если функция произвольная, ее представляют в виде интеграла Фурье, а прибор (дает) регистрирует сплошной спектр. Построение Сказанного достаточно, чтобы стало ясной необходимость конкретного изучения свойств спектрального прибора, используемого для разложения заданного излучения на монохроматические волны.
1.Дисперсия спектрального аппарата. Исследуем на какой угол δφ будут разведены диспергирующим элементом два пучка света с длинами волнами
D≡ дисперсия-это функция, характеризуемая производной от угла по длине волны
Следовательно дисперсия дифференциальной решетки тем больше, чем меньше d (период) решетки, т.е. чаще надо наносить штрихи, важно именно число штрихов на единицу длины Здесь n-число единицу длины Для λ=1 мкм, следует взять наклонное падение, тогда
роль угла дифракции Обычно спектр проецируется на экран с помощью линзы. Если ее фокусное расстояние равно f, то угловое смещение будет связано с линейным смещением формулой
таким образом линейная дисперсия
она обычно выражается в
A- Преломляющий угол призмы
Следовательно дисперсия призмы полностью определяется Для ультрафиолетового излучения стекло непрозрачно и призмы обычно изготавливают из кварца. Дисперсия кварцевой призмы для коротких волн Полезно запомнить, что призма наиболее сильно отклоняет фиолетовые лучи, а решетка красные. Для интерферометра Фабри-Перо:
2. Явление дисперсии не позволяет полностью охарактеризовать способности спектрального прибора различать произвольное излучение двух близких по длине волн на возможно большое угол, но и добитая того, чтобы каждая составляющая была достаточно узкой.
Разрешающая способность. Эта характеристика дает возможность различать с помощью аппарата две спектральные линии с близкими длинами волн На рис.5 а. и b представлены две пары
Критерий Рэлея – две спектральные линии могут быть уверенно, разрешены, если max из них (Imax1) приходится на min соседней(Imin2). За меру разрешающей способности принимают отношение длины волны
рис. 6
т.к. между двумя главными max,
![]() ![]() ![]()
Таким образом, разрешающая способность аппарата (дифракционные решетки) зависит от числа штрихов (
Тогда
Разрешающая сила решетки всегда меньше длины ее рабочей части и следует учесть, что Im ~
3. Область свободной дисперсии
под выбранным углом
Так, например, в одном направлении max
max
![]() ![]()
Таким образом дисперсионная область уменьшается с увеличением порядка. Разрешающая способность призмы запишем без доказательство: А=
для призмы Гораздо шире распространен случай, когда коэффициент пропускания пластинки, располагаемой в световом пучке, меняется не в доль одного направления, а по всей поверхности пластинки. Такая структура будет двумерной (двумерная решетка). Этот случай практически очень важен.
Очевидно что
Пусть на такую систему дважды дифракционных решеток падает плоская волна. Обозначим через
Интенсивность от щели на прямоугольном отверстии (рис.8) (сделали переход от дифракций на двухмерной решетки к щели на прямоугольном отверстии). В направлении углов
Анализ показывает, что главные
Если только
ричс
Итак, анализ рис.10 и рис.11 дает возможность экспериментально отличить правильное расположение вызывающих дифракцию центров от хаотического их распределение. Это особенно интересно, если в качестве решетки выступает кристаллическая решетка твердого тела, которая представляет собой пространственную структуру. При падении на нее излучение с очень малой длиной
С такими дифракционными явлениями мы встречаемся в природе: распространение света в тумане (ориентировка судов, и явление Тиндаля, 1860г.) при прохождение света в мутных средах, дым или другие твердые частицы, взвешенные в газе взвесь нерастворяющихся жидкостей. Известно, что интегральное интенсивность излучения диполя пропорциональна четвертой степени частоты ( Явление дифракций на пространственных препятствиях или неоднородностях, когда число таких неоднородностей очень велико, а размеры их незначительны очень легко наблюдать. В таком случае среду принято называть мутной, и явление дифракции носит обычно название рассеяние света. "Молекулярное мутность" есть результат случайного скопления значительного числа молекул, образующегося при беспорядочном тепловом движении. Отметим, что для волн обычного света молекулярное строение среды само по себе еще не обуславливает неоднородности, т.к. (21) (22) Система (22) – определяет дифракционные условия
Который показывает, какие значения должна иметь длина волны Если происходит отражение от слоев решетки, то интерференционное соотношение имеет тот же вид что и формула разности хода для плоскопараллельной пластинки (рис.13)
Где
Это соотношение обычно называется условием Брега–Вульфа. Оно позволяет на опыте определить расстояние между плоскостями, в которых находится максимальное число исследуемых центров. Кроме того, если для данного кристалла точно известны расстояния между отражающими плоскостями, то это соотношение можно использовать для определения длины волны рентгеновского излучения.
Date: 2016-07-25; view: 422; Нарушение авторских прав |