رونوشت

1 دانشگاه آموزشی دولتی یاروسلاول به نام. ک.د. کار آزمایشگاهی Ushinsky 8 تعیین پارامترهای توری پراش رولند یاروسلاول 010

2 مطالب 1. سوالات برای آماده شدن برای کار مقدمه نظری پراش توسط شکاف تداخل از بسیاری از شکاف ها گریتینگ به عنوان یک دستگاه طیفی شرح نصب روش اجرای کار تکلیف تکلیف تکلیف تکلیف سوالات آزمون

3 1. سوالات آماده سازی برای کار آزمایشگاهی 8. تعیین پارامترهای گریت پراش رولند هدف کار: آشنایی با اصل عملکرد و تعیین پارامترهای گریتینگ پراش بازتابی، اندازه گیری طول موج نور با استفاده از این رنده کردن ابزار و لوازم جانبی: توری پراش فلز، لامپ جیوه-کوارتز، دستگاه طراحی ویژه. ادبیات: 1. Landsberg G.S. Optics, M. Science, 1976. Savelyev I.V. درس فیزیک، جلد 3، 1971 1. پراش فراونهوفر توسط یک شکاف. شبکه رولند. 3. شبکه مانند یک دستگاه طیفی است. پراکندگی و تفکیک یک توری پراش.. مقدمه نظری توری پراش مجموعه ای از تعداد زیادی شکاف موازی باریک است که در فواصل مساوی از یکدیگر فاصله دارند. شکاف ها را می توان روی یک صفحه مات اعمال کرد یا برعکس، شیارهای مات را روی صفحه شفاف (شیشه) اعمال کرد. عمل گریتینگ بر اساس پدیده پراش توسط یک شکاف و تداخل بسیاری از شکاف ها است. قبل از روشن شدن اثر توری به عنوان یک کل، اجازه دهید پراش در یک شکاف را در نظر بگیریم. 3

4.1. پراش توسط یک شکاف اجازه دهید یک موج تک رنگ سطحی روی صفحه ای با شکاف باریک بی نهایت طولانی برخورد کند. در شکل 1 FF 1 یک نمایشگر با شکاف AB بر روی صفحه طراحی است. عرض شکاف (b) از مرتبه طول موج نور است. شکاف AB بخشی از جلوی موج نور فرودی را قطع می کند. تمام نقاط این جبهه در یک فاز نوسان می کنند و بر اساس اصل هویگنز-فرنل منبع امواج ثانویه هستند. b F A B F 1 L F A ϕ C B F 1 L O 1 O شکل.1 E O 1 شکل.. امواج ثانویه در تمام جهات از (0) تا (± π) به جهت انتشار موج منتشر می شوند (شکل.1). اگر عدسی را پشت شکاف قرار دهید، تمام پرتوهایی که به موازات عدسی می‌روند در یک نقطه در صفحه کانونی عدسی همگرا می‌شوند. در این مرحله تداخل امواج ثانویه مشاهده می شود. نتیجه تداخل به تعداد نیم طول موج هایی بستگی دارد که در اختلاف مسیر بین پرتوهای مربوطه قرار می گیرند. اجازه دهید پرتوهایی را در نظر بگیریم که با زاویه خاصی ϕ به سمت موج نور فرودی حرکت می کنند (شکل ..). BC = اختلاف مسیر δ بین پرتوهای بیرونی. اجازه دهید AB را به مناطق فرنل تقسیم کنیم (مناطق فرنل در این مورد سیستمی از صفحات موازی عمود بر صفحه نقشه هستند و به گونه ای ساخته شده اند که فاصله لبه های هر منطقه تا نقطه O 1 متفاوت باشد). اگر δ حاوی تعداد زوجی از طول موج های نیمه باشد، در نقطه O 1 تضعیف نور حداقل خواهد بود. اگر فرد باشد، بهره نور 4 E است

5 . حداکثر مقدمه نظری بنابراین، با δ = ± m دقیقه با δ = ± (m + 1) حداکثر که در آن m = 0. 1 ;... از آنجایی که δ = b sin ϕ (به شکل .. مراجعه کنید)، این شرایط را می توان به شکل زیر نوشت: b sin ϕ = ±m b sin φ = ±(m + 1) min (.1) max (. ) شکل 3 توزیع شدت نور را در حین پراش توسط یک شکاف بسته به زاویه نشان می دهد. می توان آن را با استفاده از فرمول محاسبه کرد: I ϕ = I o sin (π b sin ϕ) (π b sin ϕ) که در آن I o شدت در وسط الگوی پراش است. I شدت را در نقطه ای که توسط مقدار تعریف شده است. I ϕ 3 b b b 0 b b 3 b sin ϕ شکل..3.. تداخل از بسیاری از شکاف ها چند شکاف موازی با عرض یکسان (b) را در نظر بگیرید که در فاصله (a) از یکدیگر قرار دارند (شبکه پراش) (شکل را ببینید. .4). 5

6 a d b δ 1 φ L O شکل 4 الگوی پراش از شکاف ها، مانند مورد قبلی، در صفحه کانونی عدسی (L) مشاهده خواهد شد. اما این پدیده با این واقعیت پیچیده است که علاوه بر پراش از هر شکاف، ارتعاشات نوری نیز در پرتوهایی رخ می دهد که از شکاف های منفرد به سطح کانونی عدسی می رسند، یعنی. تداخل بسیاری از پرتوها رخ می دهد. اگر تعداد کل شکاف ها N باشد، N پرتوها با یکدیگر تداخل دارند. تفاوت مسیر از دو شکاف مجاور برابر است با δ1 = (b+a) sin φ یا δ1 = d sin φ، که d = a + b ثابت شبکه نامیده می‌شود. این اختلاف مسیر مربوط به همان اختلاف فاز ψ = π δ1 بین تیرهای مجاور است. در نتیجه تداخل در صفحه کانونی عدسی، نوسانات حاصل با دامنه مشخصی به دست می آید که بستگی به اختلاف فاز دارد. اگر ψ = mπ (که مربوط به اختلاف مسیر δ 1 = m است)، آنگاه دامنه های نوسان جمع می شوند و شدت نور به حداکثر می رسد. این ماکزیمم ها اصلی نامیده می شوند زیرا آنها شدت قابل توجهی دارند و موقعیت آنها به تعداد کل شکاف ها بستگی ندارد. اگر ψ = m () π N (یا δ1 = m N)، حداقل نور در این جهات تشکیل می شود. بنابراین، با تداخل N 6 E

7. معرفی نظری تیرهایی با دامنه یکسان، تعدادی ماکزیمم اصلی را ایجاد می‌کند که با این شرط تعیین می‌شود: d sinφ = ±m (.3) که در آن m = 0;1;;... و حداقل اضافی، تعیین شده توسط شرط: d sinφ = ±m N (.4) که در آن m = 1;;3;... به جز m = 0;N;N;...، زیرا در این حالت، شرط (4.) به شرط (.3) حداکثر اصلی تبدیل می شود. از شرایط (.4) و (.3) مشخص می شود که بین دو ماکزیمم اصلی (N 1) حداقل های اضافی وجود دارد که بین آنها به ترتیب (N) ماکزیمم های ثانویه وجود دارد که با شرط تعریف می شود: d sinφ = ±(m + 1) N (.5) I ϕ N = sinϕ N = 3 sinϕ N = 4 sinϕ شکل..5. (بدون در نظر گرفتن پراش در یک شکاف) با افزایش تعداد شکاف ها، تعداد حداقل های اضافی افزایش می یابد و ماکزیمم های اصلی باریک تر و روشن تر می شوند. در شکل 5 عدد 7 آورده شده است

8 توزیع شدت در هنگام تداخل چند تیر (شکاف). بنابراین، تحت عمل بسیاری از شکاف‌ها، در جهت‌هایی که با شرایط تعیین می‌شوند، داریم: b sinφ = ± m دقیقه از هر شکاف، b sinφ = ± (m + 1) حداکثر از هر شکاف، d sinφ = ±m نتیجه حداکثر اصلی d sinφ = ± m N d sinφ = ±(m + 1) تداخل N بسیاری از پرتوها، حداقل های اضافی، حداکثر ثانویه. هنگام مشاهده تصویر ارائه شده توسط یک توری پراش، ما به وضوح فقط حداکثر اصلی را می بینیم که با فواصل تقریباً تاریک از هم جدا شده اند، زیرا ماکزیمم های ثانویه بسیار ضعیف هستند، شدت قوی ترین آنها بیش از 5٪ از اصلی نیست. توزیع شدت بین حداکثرهای اصلی فردی یکسان نیست. بستگی به توزیع شدت پراش شکاف و نسبت بین (b) و (d) دارد. در مواردی که (ب) و (د) متناسب هستند، برخی از ماکزیمم های اصلی گم شده اند، زیرا این جهت ها با حداقل پراش مطابقت دارند. بنابراین، در d = b، تمام حداکثرهای زوج ناپدید می شوند، که منجر به افزایش تعداد فرد می شود. در d = 3b، هر سوم حداکثر ناپدید می شود. پدیده توصیف شده در شکل 6 نشان داده شده است. توزیع شدت بسته به زاویه را می توان با استفاده از فرمول محاسبه کرد: I ϕ حل می کنم. = I o sin (πbsin ϕ) sin (Nπdsin ϕ) (πbsin ϕ) sin (πbsin ϕ) که در آن I o شدت ایجاد شده توسط یک شکاف در مرکز تصویر است. 8

9 . مقدمه نظری I 1 (φ) الگوی پراش در یک شکاف، N = 1 b b sinφ I (φ x) الگوی تداخل، N = 4 ()()() 3 d d d d 3 d sinφ I(ϕ) الگوی توزیع شدت کل برای توری N = 5 و d b = 4 d شکل.6 sinφ 9

10 3. گریتینگ به عنوان یک دستگاه طیفی با افزایش تعداد شکاف ها، شدت ماکزیمم های اصلی افزایش می یابد، زیرا مقدار نور ارسال شده توسط گریتینگ افزایش می یابد. اما مهم ترین تغییر ناشی از تعداد زیادی شکاف، تبدیل ماکسیما اصلی پراکنده به ماکسیماهای تیز و باریک است. وضوح ماکزیمم تشخیص طول موج های نزدیک را ممکن می سازد، که به صورت نوارهای مجزا و روشن به تصویر کشیده می شوند و روی یکدیگر همپوشانی ندارند، همانطور که در مورد ماکزیمم های مبهم به دست آمده با یک یا تعداد کمی شکاف چنین است. یک توری پراش، مانند هر دستگاه طیفی، با پراکندگی و وضوح مشخص می شود. فاصله زاویه ای بین دو خط با طول موج 1 Å به عنوان معیار پراکندگی در نظر گرفته می شود. اگر دو خطی که طول آنها با δ متفاوت باشد، با اختلاف زاویه برابر با δφ مطابقت داشته باشند، آنگاه اندازه گیری پراکندگی عبارت خواهد بود: D = δφ δ = m dcos φ (3.6) وضوح گریتینگ با توانایی مشخص می شود. وجود دو موج نزدیک را تشخیص دهید (تفکیک دو طول موج). اجازه دهید با حداقل فاصله بین دو موجی که با یک توری پراش معین قابل حل است، نشان دهیم. اندازه گیری تفکیک گریتینگ معمولاً به عنوان نسبت طول موجی که اندازه گیری در اطراف آن انجام می شود به حداقل فاصله مشخص شده در نظر گرفته می شود. A =. محاسبه نشان می دهد که: A = = mn، (3.7) که در آن m ترتیب طیف است، N تعداد کل شکاف های توری است. وضوح و پراکندگی بالای توری های پراش به دلیل مقادیر زیاد N و d کوچک (دوره های توری) به دست می آید. شبکه های رولند این پارامترها را دارند. توری رولند یک آینه فلزی مقعر است که بر روی آن شیارهایی (سکته ای) اعمال می شود. این می تواند به طور همزمان به عنوان یک توری و یک لنز جمع کننده عمل کند و اجازه 10 را می دهد

11 4. شرح نصب برای به دست آوردن یک الگوی پراش به طور مستقیم بر روی صفحه نمایش. 4. شرح نصب A D 1 ϕ R 4 3 B l E C شکل. 4.1 تنظیم اندازه گیری در شکل. 4.1 شامل ریل های ثابت (AB و BC) است که ریل DE می تواند آزادانه در امتداد آنها بلغزد. یک شبکه رولند (1) به یک انتهای ریل متصل شده است. مشبک طوری ثابت می شود که صفحه آن عمود بر ریل DE باشد. منبع نور یک شکاف (4) است که توسط یک لامپ جیوه-کوارتز (3) روشن می شود. هنگامی که گریتینگ در امتداد جهت AB روشن می شود، طیف هایی از مرتبه های مختلف قابل مشاهده است. فاصله از شکاف تا خطوط مورد مطالعه در طیف جیوه در مقیاس مشخص شده بر روی کارکنان BC با استفاده از تلسکوپ () ثبت می شود. 5. دستور کار وظیفه 1. با شرح کار و طراحی نوری دستگاه آشنا شوید. یازده

12 وظیفه. ثابت شبکه رولند را تعیین کنید. ثابت شبکه از شرط حداکثر اصلی تعیین می شود: d = m sin φ. از نمودار نصب شکل. 4.1: sinφ = l R، جایی که l فاصله از شکاف تا موقعیت خط طیفی روی نیمکت (BC)، R طول چوب (DE) است. فرمول کاری نهایی این است: d = m Rl (5.8) ثابت برای سه خط در طیف جیوه تعیین می شود: روشنایی خط Å بنفش-آبی سبز زرد 1 (نزدیک ترین به سبز) طول موج ها با دقت بیشتری نسبت به سایر اعضا نشان داده می شوند. از فرمول (5.8)، بنابراین می توانیم فرض کنیم که = const. طول ریل (DE) R = (5±150) میلی متر. ضریب اطمینان α = 3 را در نظر بگیرید. 1 کار باید به ترتیب زیر انجام شود: 1) لامپ جیوه-کوارتز را روشن کنید و آن را به مدت 5 دقیقه گرم کنید و سپس بررسی کنید که آیا شکاف به خوبی روشن شده است؛) حرکت DE ریل را در امتداد ریل ها قرار دهید، آن را با استفاده از یک خط سبز محدوده لکه بینی در طیف مرتبه اول پیدا کنید، m = 1 (سمت چپ نیمکت قبل از میلاد)، اگر خط عریض است، سپس عرض شکاف را کاهش دهید و (l) را بخوانید. سپس لوله به خط بنفش آبی (در سمت چپ خط سبز در امتداد نیمکت BC) منتقل می شود.

13 5. دستور کار 3) اندازه گیری های مشابه را برای خطوط مشابه در طیف مرتبه دوم انجام دهید، m = (سمت راست نیمکت BC). اندازه گیری برای m > انجام نمی شود زیرا راه آهن BC برای این کار کافی نیست. در این کار، ما می توانیم خود را به اندازه گیری های منفرد محدود کنیم، زیرا خطای نسبی در تعیین (R) به طور قابل توجهی از خطای نسبی در تعیین l بیشتر است (δl = 0.5 میلی متر در α = 3). بنابراین، نتیجه نهایی برای همه خطوط با دقت تقریباً یکسان تعیین می شود، بنابراین در نهایت می توان آن را در تمام خطوط اندازه گیری شده میانگین گرفت. خطا در تعیین ثابت شبکه رولند با فرمول: δd = d R δ R، (5.9) δ R = 5 میلی متر خطای استاندارد در تعیین طول چوب (DE) تعیین می شود. وارد کردن داده های تجربی در جدولی به شکل زیر راحت است: جدول 1 m، Å l (mm) d (mm) d avg زرد زرد. وظیفه 3. طول موج یکی از خطوط زرد را تعیین کنید. با استفاده از نتایج به دست آمده در کار، طول موج خط زرد دوم را تعیین کنید: Жii = d Жi l Жii mr (5.10) 13

14 که در آن d و ثابت شبکه در کار به دست می آیند. مقادیر zii برای هر دو سفارش (m = 1 و m =) به یک اندازه دقیق هستند، یعنی. توسط انحرافات استاندارد δ d و δ R تعیین می شوند، بنابراین می توان آنها را میانگین گرفت. خطا با فرمول تعیین می شود: Жii = (жii d avg. نتیجه نهایی به شکل زیر نوشته می شود:) () δd + Жii δr R. (5.11) Жii = (жiiср ± Жii)Å، با α = 3. وظیفه 4. پراکندگی زاویه ای شبکه رولند را تعیین کنید. برای تعیین پراکندگی زاویه ای یک توری پراش، باید فاصله زاویه ای بین دو خط طیفی نزدیک را اندازه گیری کنید. برای این کار استفاده از خطوط جیوه زرد راحت است. در متن تکلیف آورده شده است. zii از کار 3 برداشته می شود. D = δ ϕ δ ϕ zhi ϕ zhii zhi zii. (5.1) پراکندگی زاویه ای برای هر دو مرتبه (m = 1 و m =) باید تعیین شود. مقادیر به‌دست‌آمده را با یکدیگر و با مقادیر به‌دست‌آمده با استفاده از فرمول مقایسه کنید: D = m d av cos φ (5.13) طبق دستور معلم، خطاهای عبارات (5.1) و (5.13) را ارزیابی کنید. وظیفه 5. مقدار نظری تفکیک پذیری توری پراش رولند را محاسبه کنید. که در آن N تعداد خطوط توری است. A = mn (5.14) 14

15 6. سوالات آزمون مقدار N بر اساس طول توری (L = 9 ± 0.1 میلی متر) در α = 3 و مقدار ثابت توری تعیین می شود (به کار مراجعه کنید). انجام محاسبات برای هر دو سفارش (m = 1 و m =). بزرگی خطا را برای بیان تخمین بزنید (5.14). 6. سوالات تست 1. چرا باید اندازه شکاف متناسب با طول موج باشد؟ چرا وقتی توری با نور سفید روشن می شود، درجه صفر حداکثر است و بقیه رنگین کمانی دارند؟ 3. دوره توری چگونه بر الگوی پراش تأثیر می گذارد؟ 4. نشان دهید که هنگام تعیین دوره، خطای تصادفی را می توان نادیده گرفت. 15

دانشگاه صنعتی و مدیریت دولتی سیبری شرقی گروه فیزیک پراش نور سخنرانی 4.2 پراش نور مجموعه ای از پدیده های مشاهده شده در طول انتشار نور در محیطی با

مرکز تخصصی آموزشی و علمی - دانشکده دانشگاه دولتی مسکو. M.V. لومونوسوف، مدرسه ای به نام A.N. کلموگروف گروه فیزیک کارگاه فیزیک عمومی کارهای آزمایشگاهی اندازه گیری طول موج نور در جامدات

کار آزمایشگاهی 8- مطالعه یک توری پراش هدف کار: مطالعه پراش نور بر روی یک توری پراش یک بعدی و تعیین مشخصات آن: دوره توری پراش، پراکندگی زاویه ای.

سخنرانی پراش نور 4.2. پراش نور مجموعه ای از پدیده هایی است که در هنگام انتشار نور در محیطی با ناهمگنی های شدید (لبه های صفحه، سوراخ های کوچک) مشاهده می شود و با انحرافات همراه است.

کار آزمایشگاهی 3 تعیین طول موج نور با استفاده از توری پراش هدف کار آشنایی با توری پراش شفاف، تعیین طول موج طیف یک منبع نور (لامپ)

3 هدف کار: آشنایی با توری پراش بازتابی. وظیفه: تعیین طول موج خطوط طیف یک لامپ جیوه ای و پراکندگی زاویه ای ابزار با استفاده از یک توری پراش و یک گونیا

کار آزمایشگاهی 48 مطالعه پراش نور بر روی توری پراش هدف از این کار مطالعه پراش نور بر روی یک توری پراش یک بعدی، تعیین طول موج تابش لیزر نیمه هادی است.

وزارت آموزش و پرورش جمهوری بلاروس مؤسسه آموزشی "دانشگاه دولتی انفورماتیک و الکترونیک رادیویی بلاروس" گروه فیزیک کار آزمایشگاهی. 7 مطالعه پراش فراونهوفر

کار آزمایشگاهی 0 مطالعه یک گریتینگ پراش ابزار و لوازم جانبی: طیف سنج، روشنگر، گریتینگ پراش با پریود 0.0 میلی متر. مقدمه پراش مجموعه ای از پدیده های مشاهده شده است

کار آزمایشگاهی 6 (8) مطالعه یک گریتینگ پراش شفاف هدف کار: آشنایی با توری پراش شفاف، تعیین طول موج رنگ های قرمز و سبز، تعیین پراکندگی

دانشگاه دولتی آموزشی یاروسلاول به نام. K. D. Ushinsky کار آزمایشگاهی 3 تعیین طول موج نور با استفاده از یک بیپریسم فرنل Yaroslavl 2009 مطالب 1. سوالات برای آماده سازی

کار آزمایشگاهی 47 مطالعه پراش در پرتوهای موازی (پراش FRAUNHOFER) هدف از این کار مشاهده الگوی پراش در طول پراش در پرتوهای موازی در یک و دو شکاف است. تعریف

کار آزمایشگاهی 3 تعیین طول موج با استفاده از گریتینگ پراش اهداف: مطالعه توری پراش به عنوان یک دستگاه طیفی. در فرآیند کار لازم است: 1) طول موج طیفی را پیدا کنید

موسسه آموزش عالی دولتی "دانشگاه ملی فنی دونتسک" گزارش آزمایشگاه فیزیک گروه 83 تعیین طول موج نور با استفاده از گریتینگ پراش

کار آزمایشگاهی 20 تعیین طول موج خطوط طیف تابش با استفاده از توری پراش هدف کار: آشنایی با یک توری پراش شفاف. تعیین طول موج طیف منبع

کار آزمایشگاهی 3.06 تعیین طول موج نور با استفاده از توری پراش N.A. Ekonomov، Kozis E.V. هدف کار: مطالعه پدیده پراش امواج نور بر روی یک توری پراش. ورزش:

کار آزمایشگاهی 3.05 FRAUNHOFER DIFRACTION ON SLITS AND Diffraction GRATINGS M.V. کوزینتسوا، تی.یو. لیوبزنوا، A.M. بیشایف هدف کار: بررسی ویژگی های پراش فراونهوفر امواج نور در

راهنمای انجام کارهای آزمایشگاهی 3..3 STUDYING Diffraction FROM A SLIT IN LASER BEAMS Stepanova L.F. اپتیک موج: راهنمای انجام کارهای آزمایشگاهی در فیزیک / L.F.

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه دانشگاه دولتی تومسک سیستم های کنترل و رادیوالکترونیک (TUSUR) گروه فیزیک مطالعه پراش تابش لیزر در دو بعدی

کار آزمایشگاهی 6 مطالعه یک توری پراش پراش نور پدیده ای است که شامل انحراف جهت انتشار امواج نور از جهت های تعیین شده توسط اپتیک هندسی است.

موسسه آموزش عالی دولتی "دانشگاه ملی فنی دونتسک" گزارش آزمایشگاه فیزیک گروه 84 تعیین طول موج نور با استفاده از گریتینگ پراش

کار آزمایشگاهی.4 مطالعه پراش نور هدف کار: بررسی پراش نور در پرتوهای موازی. مسائل حل شده در طول فرآیند کار:) از یک پراش الگوی پراش بدست آورید

کار 3 پراش نور هدف کار: مشاهده پدیده پراش نور از یک توری پراش در پرتوهای لیزر و منبع نور سفید. اندازه گیری طول موج تابش لیزر مقدمه ای بر همگن

کارهای آزمایشگاهی 3.15. توری پراش به عنوان یک دستگاه طیفی A.I. Bugrova هدف کار: تعیین تجربی پریود و پراکندگی زاویه ای یک توری پراش به عنوان یک دستگاه طیفی.

کار آزمایشگاهی 3.07 توری پراش به عنوان دستگاه طیفی N.A. اکونوموف، A.M. پوپوف هدف کار: تعیین تجربی پراکندگی زاویه ای یک توری پراش و محاسبه حداکثر آن

محاسبه و کار گرافیکی به بخش اپتیک موج پراش اختصاص دارد. هدف از این کار بررسی پراش توسط یک توری پراش است. نظریه مختصر پدیده پراش. پراش پدیده ای است که ذاتی است

اپتیک موج پراش تداخل قوانین اساسی اپتیک قانون انتشار مستطیلی نور نور در یک محیط نوری همگن به صورت مستقیم منتشر می شود قانون استقلال پرتوهای نور

پراش نور انحراف انتشار موج از قوانین اپتیک هندسی در نزدیکی موانع (امواج به دور موانع خم می شوند). ناحیه سایه هندسی پراش

دانشگاه فنی دولتی مسکو "MAMI" گروه فیزیک کار آزمایشگاهی 3.05 مطالعه پراش فراونهوفر از یک شکاف مسکو 2008 1 کار آزمایشگاهی 3.05 مطالعه پراش

کار آزمایشگاهی مطالعه پراش در پرتو موازی تابش لیزر. هدف از کار: آشنایی با پراش نور در یک توری پراش یک بعدی و تعیین طول موج تابش لیزر.

کار آزمایشگاهی 5 تعیین طول موج نور با استفاده از FRESNEL BIPRISMS هدف و محتوای کار هدف کار آشنایی با پدیده تداخل نور است. محتوای اثر شامل

4. اپتیک موج قوانین و فرمول های اساسی ضریب شکست مطلق یک محیط شفاف همگن n = c / υ، که در آن c سرعت نور در خلاء و υ سرعت نور در یک محیط است که مقدار آن بستگی دارد.

پراش پراش. اصل هویگنز-فرنل روش منطقه فرنل پراش توسط یک سوراخ گرد و یک دیسک. پراش شکاف. توری پراش. پراش اشعه ایکس روی کریستال مجاز

دانشگاه دولتی آموزشی یاروسلاول به نام. آزمایشگاه اپتیک Ushinsky V.K. کار آزمایشگاهی موخین 6 پراش فرنل روی سوراخ گرد یاروسلاول 013 مطالب:...

اپتیک امواج نوری ابزارهای طیفی. توری پراش نور مرئی از امواج تک رنگ با طول موج های مختلف تشکیل شده است. در تابش اجسام گرم شده (رشته لامپ رشته ای)

کار آزمایشگاهی 5a تعیین طول موج نور با استفاده از توری پراش. هدف کار: بررسی پدیده پراش نور و استفاده از این پدیده برای تعیین طول موج نور.

کار 25a مطالعه پدیده های ناشی از پراش هدف کار: مشاهده پراش نور بر روی توری پراش، تعیین دوره توری پراش و منطقه عبور فیلترهای نور تجهیزات:

نمونه هایی از حل مسئله مثال نور طول موج به طور معمول بر روی یک شکاف مستطیلی طولانی با عرض فرو می رود b توزیع زاویه ای شدت نور در طول پراش فراونهوفر و همچنین موقعیت زاویه ای را بیابید.

کار آزمایشگاهی 272 تعیین طول موج نور تک رنگ با استفاده از توری پراش 1. هدف کار: تعیین طول موج نور لیزر با استفاده از شبکه پراش. 2. نظری

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه مؤسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "معماری و ساخت و ساز ایالت تیومن"

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه دانشگاه پلی تکنیک تومسک، گروه فیزیک نظری و تجربی "تأیید شده" رئیس UNMF I.P. رهنمودهای پراش Chernov 00

توری پراش. امتحان. حداکثر پراش اصلی توری. یک توری پراش می تواند هم در نور منعکس شده و هم در نور عبوری عمل کند. بیایید یک توری انتقال را در نظر بگیریم.

MSTU im. N.E. باومن، گروه فیزیک A.S. چوئف، یو.و. Gerasimov کار آزمایشگاه کامپیوتر O-84 مطالعه پدیده های تداخل و پراش با مثالی از یک توری پراش هدف کار: مقدمه

فیزیک، بخش 3 تکلیف انفرادی 1-4 گزینه 1 1. پرتوی از نور تک رنگ با طول موج 500 نانومتر معمولاً بر روی شکافی به عرض 0.1 میلی متر می تابد. الگوی پراش روی صفحه ای که قرار دارد مشاهده می شود

و در مورد. Zaplatina Yu.L. چپلف تعیین طول موج تابش یک نشانگر لیزری با روش پراش اکاترینبورگ 2013 وزارت آموزش و پرورش روسیه فدرال GBOU HPE "URAL State Forestry UNIVERSITY"

0050. پراش تابش لیزر هدف کار: تعیین عرض شکاف و ثابت توری های پراش از الگوهای پراش روی صفحه مشاهده تجهیزات مورد نیاز: مجتمع آموزشی مدولار

3. پراش نور پراش مجموعه ای از پدیده هایی است که در حین انتشار نور در محیطی با ناهمگونی های شدید و همراه با انحراف از قوانین اپتیک هندسی مشاهده می شود. انکسار،

آژانس فدرال آموزش و پرورش مؤسسه آموزشی دولتی آموزش عالی حرفه ای دانشگاه ایالتی طراحی و فناوری مسکو، نووسیبیرسک فنی

کار 3 پراش توسط یک شکاف دوتایی و چند شکاف هدف کار: هنگام مطالعه پراش توسط دو شکاف، وابستگی توزیع شدت امواج ثانویه روی صفحه را به عرض شکاف ها و

کار آزمایشگاهی 3.3 تعیین طول موج نور با استفاده از توری پراش 1. هدف کار مطالعه پدیده پراش نور با استفاده از مثال شبکه پراش و

1 موضوع: خواص موجی نور: پراش پراش پدیده خم شدن امواج به دور موانعی است که در مسیر خود با آنها مواجه می شوند یا به معنای وسیع تر، هرگونه انحراف در انتشار امواج نزدیک.

کار 5. مطالعه پراش نور روی یک شکاف و یک توری پراش هدف کار: 1) مشاهده الگوی پراش فراونهوفر از یک شکاف منفرد و یک توری پراش در نور تک رنگ.

مشکل نیاز به تخمین خطا دارد! 1 مقدمه در اپتیک، پراش پدیده ای است که خود را به صورت انحراف در رفتار تابش نور از قوانین اپتیک هندسی نشان می دهد. این به لطف امکان پذیر است

خواص موجی نور ماهیت نور دوگانه (دوگانه) است. این بدان معنی است که نور هم به صورت موج الکترومغناطیسی و هم به صورت جریانی از ذرات فوتون ظاهر می شود. انرژی فوتون ε: جایی که h ثابت پلانک است،

تمرین در مورد اپتیک فیزیکی مطالعه گریتینگ پراش فاز شرح کار آزمایشگاهی 5.2 در اپتیک فیزیکی نووسیبیرسک 1998 2 وزارت آموزش عمومی و حرفه ای روسیه

کار آزمایشگاهی 5. تعیین شعاع انحنای عدسی توسط حلقه های نیوتن. هدف و محتوای کار هدف از کار آشنایی با پدیده تداخل در لایه های نازک است. محتوای اثر است

3 هدف کار: بررسی تأثیر عرض یک شکاف باریک بر ظاهر الگوی پراش هنگام مشاهده در نور لیزر. وظیفه: یک شکاف با عرض قابل تنظیم را با استفاده از موقعیت کمینه پراش کالیبره کنید

کار آزمایشگاهی 5 پراش نور لیزر توسط توری پراش. تعیین پارامترهای شبکه های پراش مختلف. توری پراش را می توان هر دوره ای یا نزدیک به نامید

سوالات آزمون 1 "اپتیک" 1. قوانین بازتاب نور را فهرست کنید. اصولاً چگونه می توان یک تصویر در یک آینه هواپیما به دست آورد؟ 2. قوانین شکست نور را فهرست کنید. 3. چگونه می توانیم واقعیت شکست نور را توضیح دهیم؟

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه موسسه آموزشی بودجه دولتی فدرال آموزش عالی حرفه ای "دانشگاه دولتی اقیانوس آرام"

16. اصل هویگنز-فرنل از اپتیک هندسی مشخص شده است که موج در فضا به صورت مستقیم پخش می شود. اگر در مسیر موج با مانعی مواجه شد، در پشت مانع a

پراش نور 1. اصل هویگنس فرنل. روش منطقه فرنل 2. پراش توسط سوراخ گرد، دیسک (پراش فرنل). 3. پراش پرتوهای موازی (پراش فراونهوفر): الف) پراش توسط یک شکاف.

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه دانشگاه دولتی معماری و مهندسی کازان گروه فیزیک دستورالعمل های روش شناسی برای کارهای آزمایشگاهی در فیزیک برای دانشجویان

کار آزمایشگاهی 43 ب مطالعه پراش نور بر روی یک توری پراش کار آزمایشگاهی توسط معلمان زیر گروه فیزیک دانشگاه دولتی مسکو ایجاد شد: - دانشجوی فارغ التحصیل Usatov I.I.، دانشیار. Tsargorodtsev Yu.P.

سخنرانی 12 پراش نور پدیده پراش نور. هویگنس فرنل اصل مناطق فرنل. پراش فرنل توسط یک سوراخ دایره ای. پراش فراونهوفر توسط یک شکاف 1. پدیده پراش موج پراش (از lat.

وزارت آموزش و پرورش و علوم فدراسیون روسیه دانشگاه دولتی تومسک سیستم های کنترل و رادیو الکترونیک (TUSUR) گروه فیزیک مطالعه مدیریت تداخل تابش لیزری

مطالعه پراش نور Lipovskaya M.Yu., Yashin Yu.P. معرفی. نور می تواند خود را به صورت موج یا جریانی از ذرات نشان دهد که به آن دوگانگی ذره-موج می گویند. تداخل و

تداخل امواج نوری تداخل زمانی رخ می دهد که امواج ایجاد شده توسط دو یا چند منبع در فرکانس های مشابه و مقداری اختلاف فاز ثابت روی هم قرار گیرند

کار آزمایشگاهی 5. پراش نور لیزر توسط توری پراش. تعیین پارامترهای شبکه های پراش مختلف. Η I. Eskin، I.S. پتروخین توضیحات و روش برای انجام آزمایش ها تهیه شده است

وزارت آموزش و پرورش و علوم آژانس فدرال آموزش فدراسیون روسیه دانشگاه دولتی نفت و گاز روسیه به نام. آنها گروه فیزیک گوبکین http://physics.gubkin.ru کار آزمایشگاهی

توری پراش- نوری عنصری است که مجموعه‌ای از تعداد زیادی ضربه (شیارها، شکاف‌ها، برآمدگی‌ها) با فاصله منظم است که به یک روش روی یک لنز نوری تخت یا مقعر اعمال می‌شود. سطح دکتر. در ابزارهای طیفی به عنوان یک سیستم پراکنده برای تجزیه فضایی el-magn استفاده می شود. به طیف قسمت جلویی موج نوری که بر روی لیزر برخورد می کند توسط رگه های آن به پرتوهای جداگانه ای تقسیم می شود که با عبور از رگه ها، تداخل ایجاد می کند (شکل 2 را ببینید). تداخل نور، توزیع فضایی حاصل از شدت نور - طیف انتشار را تشکیل می دهد.

بازتابنده و شفاف D.r وجود دارد. در مرحله اول، ضربه ها روی سطح آینه ای (فلزی) اعمال می شود و الگوی تداخل حاصل در نور منعکس شده از توری شکل می گیرد. در مرحله دوم، ضربه ها روی یک سطح شفاف (شیشه ای) اعمال می شود و. تصویر در نور عبوری تشکیل شده است.

اگر ضربه ها روی یک سطح صاف اعمال شوند، چنین D.r. تماس گرفت مسطح، اگر مقعر - مقعر. ابزارهای طیفی مدرن از هر دو مسطح و مقعر استفاده می کنند D. r., Ch. arr منعکس کننده

بازتابنده تخت D. آر.، تولید شده با استفاده از مواد ویژه دستگاه های تقسیم با یک برش الماس دارای ضربات مستقیم، کاملاً موازی و مساوی از یک شکل هستند، لبه ها با مشخصات لبه برش الماس تعیین می شوند. چنین D.r. دوره ای را نشان می دهد ساختار با پست فاصله دبین سکته مغزی (شکل 1)، به اصطلاح. دوره D.r. دامنه و فاز D. r وجود دارد. برای اولی، ضریب به صورت دوره ای تغییر می کند. بازتاب یا انتقال، که باعث تغییر در دامنه موج نور فرودی می شود (مانند شبکه ای از شکاف ها در یک صفحه مات). در فاز D.r. لمس های ویژه داده می شود. فرمی که به صورت دوره ای فاز موج نور را تغییر می دهد.

برنج. 1. طرح یک ساختار تناوبی یک بعدی از یک توری پراش مسطح (بسیار بزرگ شده): d - دوره توری. W طول قسمت رزوه دار توری است.

برنج. 2. نموداری که اصل عملکرد یک توری پراش را نشان می دهد: آ- بازتاب فاز، ب- اسلات دامنه

برنج. 3. توابع تداخل یک توری پراش.

اگر در یک D.r. یک پرتو موازی نور می افتد که محور آن در صفحه ای عمود بر خطوط شبکه قرار دارد، سپس، همانطور که محاسبات نشان می دهد، نتیجه حاصل تداخل پرتوهای منسجم از همه است. نضربه های توری، توزیع فضایی (در گوشه ها) شدت نور (در همان صفحه) را می توان به عنوان حاصلضرب دو تابع نشان داد: . تابع Jgتوسط پراش نور روی قطعه تعیین می شود. سکته مغزی، عملکرد جی نناشی از تداخل نپرتوهای منسجمی که از سکته های توری می آیند و به دوره ای متصل می شوند. ساختار D.r. تابع جی نبرای یک طول موج معین با دوره توری تعیین می شود د، تعداد کل خطوط گریتینگ نو زوایای تشکیل شده توسط تیرهای فرود (زاویه) و پراش (زاویه) با حالت عادی به توری (شکل 2)، اما به شکل خطوط بستگی ندارد. شکلی دارد که در آن، - بین پرتوهای موازی منسجم که با زاویه ای از ضربات مجاور D.R. می روند: =AB+AC(شکل 2 را ببینید، آ- برای بازتاب فاز D. r., 2, ب- برای یک شبکه شکاف دامنه). تابع جی ن- تناوبی عملکرد با hl شدید تیز. ماکزیمم و ماکزیمم ثانویه کوچک (شکل 3، آ). بین فصل همسایه. واقع در ماکزیمم ن-2 ماکزیمم ثانویه و ن-1 حداقل، که در آن شدت صفر است. ارائه Ch. حداکثر از شرایط یا تعیین می شود ، جایی که متر=0، 1، 2، ... - عدد صحیح. جایی که

یعنی چ. زمانی که اختلاف مسیر بین پرتوهای همدوس مجاور برابر با یک عدد صحیح از طول موج ها باشد، ماکزیمم ها در جهت ها تشکیل می شوند. شدت همه ماکزیمم های اصلی یکسان و مساوی است ، شدت ماکزیمای ثانویه کم است و از .

رابطه ای که معادله گریتینگ نامیده می شود، نشان می دهد که برای یک زاویه تابش معین، جهات به حداکثر اصلی به طول موج بستگی دارد، یعنی. ; بنابراین، D.r. به صورت مکانی (در گوشه ها) تشعشع را تجزیه می کند. طول موج در صورت پراش. تشعشعاتی که از گریتینگ می آید به داخل عدسی هدایت می شود، سپس طیفی در صفحه کانونی آن تشکیل می شود. در این حالت چندین به طور همزمان تشکیل می شوند. طیف در هر مقدار عدد و مقدار تیترتیب طیف را تعیین می کند. در متر= 0 (ترتیب صفر طیف)، طیف تشکیل نمی شود، زیرا شرط برای تمام طول موج ها برآورده می شود (حداکثر اصلی برای همه طول موج ها منطبق است). از آخرین شرط در t=0همچنین به دنبال آن است ، یعنی جهت حداکثر مرتبه صفر توسط بازتاب دیدی از صفحه توری تعیین می شود (شکل 4). پرتوهای فرورفته و پراش مرتبه صفر به طور متقارن نسبت به معمولی به توری قرار دارند. در هر دو طرف جهت به حداکثر مرتبه صفر ماکزیمم و طیف وجود دارد متر=1, متر=2 و غیره.

تابع دوم Jg، که بر توزیع شدت حاصل در طیف تأثیر می گذارد، به دلیل پراش نور روی قطعه است. سکته؛ بستگی به مقادیر دارد ، و همچنین در شکل سکته مغزی - مشخصات آن. محاسبه با در نظر گرفتن اصل هویگنز-فرنل، برای تابع می دهد Jgاصطلاح

دامنه موج فرودی کجاست، - ; , , ایکسو در- مختصات نقاط در مشخصات سکته مغزی. ادغام بر روی مشخصات سکته مغزی انجام می شود. برای مورد خاص دامنه مسطح D. r.، متشکل از شکاف های باریک در یک صفحه مات (شکل 2، بیا نوارهای بازتابنده باریک روی هواپیما، که در آن، آ- عرض شکاف ها (یا نوارهای بازتابنده)، و نشان دهنده پراش است. توزیع شدت در طول پراش فراونهوفر با عرض شکاف آ(سانتی متر. پراش نور). ظاهر آن در شکل نشان داده شده است. 3 (ب). جهت به مرکز ch. انکسار حداکثر عملکرد Jgاز شرایط تعیین شده است تو= 0 یا، از آنجا، یعنی این جهت توسط انعکاس تصویری از صفحه d.r، و بنابراین، جهت به مرکز پراش تعیین می شود. ماکزیمم منطبق بر جهت صفر - اکروماتیک - نظم طیف است. بنابراین، حداکثر مقدار حاصلضرب هر دو تابع و بنابراین حداکثر. شدت در طیف مرتبه صفر خواهد بود. شدت در طیف های دیگر نظم ها ( متر 0) به ترتیب کمتر از شدت به ترتیب صفر خواهد بود (که به صورت شماتیک در شکل 3 نشان داده شده است، V). این در هنگام استفاده از دامنه D.r بی سود است. در دستگاه های طیفی، از آنجایی که بیشتر انرژی نوری تابیده شده بر روی لیزر به مرتبه صفر طیف هدایت می شود، جایی که تجزیه طیفی وجود ندارد، در حالی که شدت طیف های دیگر و حتی درجه های اول کم است.

اگر سکته های D.r. یک شکل نامتقارن مثلثی ایجاد کنید، سپس چنین توری فازی عملکرد را دارد Jgپراش نیز دارد. توزیع، اما با استدلال وبسته به زاویه شیب لبه های سکته مغزی (شکل 2، آ). در این مورد، جهت به مرکز پراش حداکثر با انعکاس چشمی پرتو فرودی نه از صفحه d.r، بلکه از لبه ضربه تعیین می شود. با تغییر زاویه شیب لبه ضربه، می توانید مرکز الگوی پراش را تراز کنید. حداکثر عملکرد Jgبا هر گونه تداخل ch. حداکثر عملکرد جی نهر سفارش متر 0، معمولا متر=1 (شکل 3، جی) یا متر=2. شرط چنین ترکیبی این است که زوایا و باید به طور همزمان روابط و . تحت این شرایط، طیف یک نظم معین تی 0 حداکثر خواهد داشت. شدت، و نسبت های نشان داده شده به ما اجازه می دهد تا مقدار مورد نیاز را برای موارد داده شده تعیین کنیم. فاز D.r. با یک نیمرخ خط مثلثی، تمرکز بیشتر (تا 80٪) از شار نور وارد شده بر روی توری به یک طیف مرتبه غیر صفر، نامیده می شود. echelettes. زاویه ای که در آن غلظت مشخص شده از شار نور فرودی به طیف رخ می دهد نامیده می شود. زاویه روشنایی D.r.

پایه ای طیف سنجی ویژگی های D. r - پراکندگی زاویه ای، وضوح و ناحیه پراکندگی - فقط با ویژگی های تابع تعیین می شود جی ن. مرتبط با دوره ای ساختار خط D.، و به شکل سکته مغزی بستگی ندارد.

زاویه پراکندگی، که درجه جدایی فضایی (زاویه ای) پرتوهای با طول موج های مختلف را مشخص می کند، برای D. r. به دست آمده از تمایز ; سپس، که از آن نتیجه می شود که هنگام کار در یک ترتیب معین از طیف تیاندازه هر چه بزرگتر باشد دوره توری کوچکتر است. علاوه بر این، با افزایش زاویه پراش، مقدار افزایش می یابد. با این حال، در مورد گریتینگ دامنه، افزایش زاویه منجر به کاهش شدت طیف می شود. در این حالت می توان یک نیمرخ خطی ایجاد کرد که غلظت انرژی در طیف در زوایای بزرگ j رخ دهد و بنابراین می توان دستگاه های طیفی با دیافراگم بالا با زاویه بزرگ ایجاد کرد. پراکندگی

تفکیک نظری D.r. ، جایی که - دقیقه تفاوت در طول موج دو رنگ تک رنگ خطوط با شدت مساوی، که هنوز هم در طیف قابل تشخیص هستند. مانند هر دستگاه طیفی، آردکتر. با عرض طیفی تعیین می شود عملکرد سخت افزاری، قطع در مورد د.ر. ماکزیمم های اصلی تابع هستند جی ن. با تعیین پهنای طیفی این ماکزیمم ها، می توانیم عباراتی را برای آن بدست آوریم آربه شکلی که W=Nd- طول کامل قسمت سایه دار D. r. (عکس. 1). از عبارت برای آرنتیجه می شود که در زوایای داده شده مقدار آرفقط با افزایش اندازه D.r قابل افزایش است. دبلیو. اندازه آربا افزایش زاویه پراش افزایش می یابد، اما کندتر از افزایش می یابد. عبارت A را نیز می توان به صورت نمایش داد ، جایی که - عرض کامل پراش کننده های موازی. پرتو از D.r. در یک زاویه

ناحیه پراکندگی D.r مقدار بازه طیفی است که برای آن طیف یک مرتبه مشخص است تیبا طیف های راسته های همسایه همپوشانی ندارد و بنابراین، یک رابطه واضح بین زاویه پراش وجود دارد. از شرایطی که . برای متر=1، به عنوان مثال، منطقه پراکندگی بازه ای از یک اکتاو را پوشش می دهد. کل ناحیه قابل مشاهده طیف از 800 تا 400 نانومتر. عبارت for همچنین می تواند به شکل ارائه شود که از آن نتیجه می شود که هر چه مقدار کوچکتر باشد، بزرگتر است د، و بستگی به زاویه دارد، کاهش می یابد (بر خلاف و آر) با افزایش .

از عبارت for و رابطه بدست می آید. برای D.r. تفاوت بین آنها بسیار زیاد است، زیرا D.r مدرن. تعداد کل ضربه ها نعالی ( N~ 10 5 و بیشتر).

مقعر D.r. در مقعر D.r. ضربه ها روی سطح آینه مقعر (معمولاً کروی) اعمال می شوند. چنین توری هایی هم به عنوان یک سیستم پراکنده و هم به عنوان یک سیستم متمرکز عمل می کنند، یعنی بر خلاف توری های مسطح، نیازی به استفاده از لنزهای کولیماتور ورودی و خروجی یا آینه در ابزارهای طیفی ندارند. در این حالت منبع نور (شکاف ورودی اس 1) و معلوم می شود که طیف روی یک دایره مماس بر شبکه در راس آن قرار دارد، قطر دایره برابر با شعاع انحنا است. آرکروی سطح D.r. (شکل 5). این دایره نامیده می شود اطراف رولند در مورد مقعر D. r. از یک منبع نور (شکاف)، یک پرتو واگرا از نور بر روی توری می‌افتد و پس از پراش روی رگه‌ها و تداخل پرتوهای منسجم، امواج نوری ایجاد می‌شوند که همگرا می‌شوند. حلقه رولند، جایی که تداخل در آن قرار دارد. حداکثر، یعنی طیف. زوایای تشکیل شده توسط پرتوهای محوری برخورد و پرتوهای پراش شده با محور کره با رابطه مرتبط هستند. چندین مورد نیز در اینجا شکل می گیرد. طیف ها متفاوت است سفارشات واقع در دایره رولند، که خط پراکندگی است. از آنجایی که معادله شبکه برای یک D.r مقعر. همان طور که برای تخت، سپس عبارات برای طیف سنجی. خصوصیات - ang. پراکندگی، وضوح و منطقه پراکندگی - برای هر دو نوع گریتینگ یکسان است. عبارات پراکندگی خطی این شبکه ها متفاوت است (نگاه کنید به. دستگاه های طیفی).

برنج. 5. طرح تشکیل طیف توسط یک توری پراش مقعر روی دایره رولند.

رادیاتورهای مقعر بر خلاف تخت دارای آستیگماتیسم، که خود را در این واقعیت نشان می دهد که هر نقطه از منبع (شکاف) با یک توری نه به شکل یک نقطه، بلکه به شکل یک قطعه عمود بر دایره رولند (به خط پراکندگی) نشان داده می شود. هدایت شده در امتداد خطوط طیفی، که منجر به . کاهش شدت طیف وجود آستیگماتیسم نیز از استفاده از تجزیه جلوگیری می کند. نورسنجی دستگاه ها آستیگماتیسم را می توان در صورتی از بین برد که سکته های مغزی روی قسمت غیرکروی اعمال شود، به عنوان مثال. یک سطح مقعر حلقوی یا برش شبکه ای نه با فاصله یکسان، بلکه با فواصل بین ضربات که طبق قانون خاصی متفاوت است. اما تولید چنین توری هایی با مشکلات زیادی همراه است.

توپوگرافی D. آر. در دهه 1970 یک روش هولوگرافیک جدید برای ساخت DRهای مسطح و مقعر توسعه داده شد و در روش دوم، آستیگماتیسم را می توان حذف کرد، به این معنی. مناطق طیف در این روش یک کروی تخت یا مقعر. بستر با یک لایه خاص پوشیده شده است. مواد حساس به نور - مقاوم در برابر نور، توسط دو پرتو تابش لیزر منسجم (با طول موج) روشن می شود که در ناحیه تقاطع آنها تداخل ثابتی ایجاد می شود. تصویری با توزیع شدت کسینوس (نگاه کنید به تداخل نور)، تغییر مواد مقاوم به نور مطابق با تغییر شدت در تصویر. پس از پردازش مناسب لایه مقاوم نوری در معرض و اعمال پوشش بازتابنده بر روی آن، یک تصویر هولوگرافیک به دست می آید. بازتاب فاز یک توری با شکل کسینوس خط، یعنی یک echelette نیست و بنابراین دارای نسبت دیافراگم کمتری است. اگر روشنایی توسط پرتوهای موازی ایجاد شده باشد که با یکدیگر زاویه تشکیل می دهند (شکل 6)، و بستر صاف باشد، یک تصویر هولوگرافیک مسطح و مساوی به دست می آید. دکتر. با دوره، با کروی بستر - هولوگرافی مقعر. D. r.، از نظر خواص معادل یک شبکه مقعر تفنگدار معمولی است. وقتی روشن می شود، کروی است. زیرلایه با دو پرتوهای واگرا از منابع واقع در دایره رولند، یک نتیجه هولوگرافی به دست می آید. دکتر. با ضربه های منحنی و غیر مساوی، لبه ها عاری از آستیگماتیسم هستند، به این معنی. مناطق طیف

توری پراش

توری پراش بازتابی بسیار بزرگ.

توری پراش- یک دستگاه نوری که بر اساس اصل پراش نور عمل می کند، مجموعه ای از تعداد زیادی ضربه با فاصله منظم (شکاف ها، برآمدگی ها) است که روی یک سطح خاص اعمال می شود. اولین توصیف این پدیده توسط جیمز گریگوری انجام شد که از پرهای پرندگان به عنوان شبکه استفاده کرد.

انواع گریتینگ

• انعکاسی: ضربه ها بر روی سطح آینه (فلزی) اعمال می شود و مشاهده در نور بازتاب شده انجام می شود.
• شفاف: ضربه ها بر روی یک سطح شفاف اعمال می شوند (یا به شکل شکاف هایی روی یک صفحه مات بریده می شوند)، مشاهده در نور عبوری انجام می شود.

توصیف پدیده

این همان چیزی است که نور یک چراغ قوه رشته ای هنگامی که از یک توری پراش شفاف عبور می کند به نظر می رسد. حداکثر صفر ( متر= 0) مربوط به عبور نور از توری بدون انحراف است. به دلیل پراکندگی شبکه در اول ( متر=±1) در حداکثر، می توان تجزیه نور را به یک طیف مشاهده کرد. زاویه انحراف با طول موج افزایش می یابد (از بنفش به قرمز)

قسمت جلویی موج نور توسط میله های توری به پرتوهای جداگانه نور منسجم تقسیم می شود. این پرتوها توسط رگه ها دچار پراش می شوند و با یکدیگر تداخل پیدا می کنند. از آنجایی که هر طول موج زاویه پراش خاص خود را دارد، نور سفید به یک طیف تجزیه می شود.

فرمول ها

فاصله ای که خطوط روی توری از طریق آن تکرار می شوند، دوره پراش توری نامیده می شود. با نامه تعیین شده است د.

اگر تعداد ضربه ها مشخص باشد ( ن، در هر 1 میلی متر رنده، سپس دوره رنده با استفاده از فرمول پیدا می شود: 0.001 / ن

فرمول توری پراش:

د- دوره توری، α - حداکثر زاویه یک رنگ مشخص، ک- ترتیب حداکثر، λ - طول موج.

مشخصات

یکی از ویژگی های توری پراش، پراکندگی زاویه ای است. فرض کنید حداکثر مقداری نظم در زاویه φ برای طول موج λ و در زاویه φ+Δφ برای طول موج λ + Δλ مشاهده می شود. پراکندگی زاویه ای توری را نسبت D=Δφ/Δλ می گویند. بیان D را می توان با افتراق فرمول توری پراش به دست آورد

بنابراین، پراکندگی زاویه ای با کاهش دوره توری افزایش می یابد دو افزایش ترتیب طیف ک.

تولید

توری های خوب نیاز به دقت بسیار بالایی در ساخت دارند. اگر حداقل یکی از اسلات های متعدد با خطا قرار گیرد، گریتینگ معیوب خواهد بود. دستگاه ساخت گریتینگ به طور محکم و عمیق در یک پایه مخصوص تعبیه شده است. قبل از شروع تولید واقعی گریتینگ، دستگاه به مدت 5-20 ساعت در دور آرام کار می کند تا تمام اجزای آن تثبیت شود. برش رنده تا 7 روز طول می کشد، اگرچه زمان ضربه 2-3 ثانیه است.

کاربرد

توری های پراش در ابزارهای طیفی، همچنین به عنوان حسگرهای نوری جابجایی های خطی و زاویه ای (اندازه گیری گریتینگ های پراش)، پلاریزه کننده ها و فیلترهای تابش مادون قرمز، تقسیم کننده های پرتو در تداخل سنج ها و به اصطلاح شیشه های "ضد تابش" استفاده می شود.

ادبیات

• Sivukhin D.V.درس فیزیک عمومی. - چاپ سوم، کلیشه ای. - M.: Fizmatlit، MIPT، 2002. - T. IV. اپتیک. - 792 s. - شابک 5-9221-0228-1
• Tarasov K.I.، دستگاه های طیفی، 1968

همچنین ببینید

• اپتیک فوریه

بنیاد ویکی مدیا 2010.

ببینید "گریت پراش" در فرهنگ های دیگر چیست:

دستگاه نوری؛ مجموعه ای از تعداد زیادی شکاف موازی در یک صفحه مات یا نوارهای آینه بازتابنده (نوارها) که به طور مساوی از یکدیگر فاصله دارند و بر روی آنها پراش نور رخ می دهد. توری پراش تجزیه می شود... ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

DIFFRACTION GRATING، صفحه ای با خطوط موازی که در فواصل مساوی از یکدیگر (تا 1500 در 1 میلی متر) روی آن اعمال می شود، که برای بدست آوردن طیف در طول پراش نور استفاده می شود. توری های گیربکس شفاف هستند و روی آن اندود شده اند... ... فرهنگ لغت دانشنامه علمی و فنی

توری پراش- سطح آینه ای با خطوط موازی میکروسکوپی که روی آن اعمال شده است، وسیله ای که نور تابیده شده بر آن را (مانند منشور) به رنگ های اجزای طیف مرئی جدا می کند. موضوعات فناوری اطلاعات در ...

توری پراش- difrakcinė gardelė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Optinis periodinės sandaros įtaisas difrakciniams spektrams gauti. atitikmenys: انگلیسی. رنده پراش vok. Beugungsgitter، n; Diffraktionsgitter، n rus.…… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

یک دستگاه نوری، مجموعه ای از تعداد زیادی شکاف موازی در یک صفحه مات یا ضربه های آینه بازتابنده (نوارها) با فاصله مساوی از یکدیگر، که بر روی آنها پراش نور رخ می دهد. دکتر. نوری که روی آن می افتد را تجزیه می کند به... ... فرهنگ لغت نجومی

توری پراش (در خطوط ارتباطی نوری)- توری پراش یک عنصر نوری با ساختار تناوبی که بسته به طول موج نور را در یک یا چند زاویه مختلف منعکس می کند (یا منتقل می کند). اساس از تغییرات دوره ای مکرر در شاخص تشکیل شده است... ... راهنمای مترجم فنی

توری پراش طیفی مقعر- توری پراش طیفی ساخته شده بر روی سطح نوری مقعر. توجه داشته باشید توری های پراش طیفی مقعر در انواع کروی و غیر کروی موجود می باشند. [GOST 27176 86] موضوعات: اپتیک، ابزارهای نوری و اندازه گیری... راهنمای مترجم فنی

توری پراش طیفی هولوگرام- توری پراش طیفی، ساخته شده با ثبت الگوی تداخل از دو یا چند پرتو منسجم بر روی یک ماده حساس به تشعشع. [GOST 27176 86] موضوعات: اپتیک، ابزارهای نوری و اندازه گیری... راهنمای مترجم فنی

توری پراش طیفی رزوه ای- توری پراش طیفی ساخته شده با اعمال رگه ها بر روی دستگاه تقسیم. [GOST 27176 86] موضوعات: اپتیک، ابزارهای نوری و اندازه گیری... راهنمای مترجم فنی

توری پراش طیفی بازتابی- توری پراش طیفی که عملکرد یک عنصر پراکنده را در تابش نوری منعکس شده از آن انجام می دهد. [GOST 27176 86] موضوعات: اپتیک، ابزارهای نوری و اندازه گیری... راهنمای مترجم فنی

کتاب ها

• مجموعه میز. اپتیک هندسی و موجی (18 جدول)، آلبوم مطالعاتی 12 برگ. مقاله - 5-8670-018. اصل هویگنس انعکاس موج. تصویر یک جسم در یک آینه هواپیما. شکست نور. بازتاب کامل داخلی واریانس… دسته بندی:

مفاهیم و ویژگی های اساسی دستگاه طیفی
توزیع روشنایی در تصویر شکاف
توری پراش ابزارهای طیفی از توری های پراش برای تجزیه فضایی نور به یک طیف استفاده می کنند. توری پراش یک عنصر نوری متشکل از تعداد زیادی خطوط با فاصله منظم است که روی یک سطح صاف یا مقعر اعمال می شود. توری ها می توانند شفاف یا بازتابنده باشند. علاوه بر این، بین گریتینگ های پراش دامنه و فاز تمایز قائل می شود. برای اولی، ضریب بازتاب به طور دوره ای تغییر می کند، که باعث تغییر در دامنه موج فرودی می شود. در گریتینگ های پراش فاز به شیارها شکل خاصی داده می شود که به صورت دوره ای فاز موج نور را تغییر می دهد. پرکاربردترین آن یک توری پراش فاز بازتابنده تخت با پروفیل شیار مثلثی - echelette است. معادله شبکه قسمت جلویی یک موج نوری که روی یک شبکه پراش فرو می‌رود توسط شیارهای آن به پرتوهای منسجم جداگانه تقسیم می‌شود. پرتوهای همدوس که تحت پراش رگه ها قرار گرفته اند، تداخل می کنند و توزیع فضایی حاصل از شدت نور را تشکیل می دهند. توزیع شدت متناسب با حاصل ضرب دو تابع است: تداخلکه در و پراششناسه . تابعکه در ناشی از تداخل N تیرهای منسجمی است که از خطوط گریتینگ می آیند. تابعشناسه با پراش در یک خط جداگانه تعیین می شود. اختلاف مسیر بین پرتوهای موازی همدوس که با زاویه β از ضربات مجاور می آیند Δs=AB+AC یا (1) و اختلاف فاز مربوطه خواهد بود. (2). تابعکه در ~ - یک تابع تناوبی با ماکزیمم های اصلی شدید متفاوت. موقعیت حداکثر اصلی با توجه به شرایط تعیین می شود ، جایی که (3)، کجا ک- ترتیب طیف از (1) و (2) به شرح زیر است: . با استفاده از (3) دریافت می کنیم ، جایگزین در (1): (4). این رابطه معادله شبکه نامیده می شود. این نشان می دهد که ماکزیمم های اصلی در جهات تشکیل می شوند که اختلاف مسیر بین پرتوهای مجاور برابر با تعداد کل طول موج ها باشد. بین ماکسیماهای اصلی مجاور وجود دارد N-2ماکزیمم های ثانویه که شدت آن به نسبت کاهش می یابد 1/N، و N-1حداقل، که در آن شدت صفر است. معادله شبکه برای کاربرد در تک رنگ ها به شکل راحت تری استفاده می شود. از آنجایی که تفاوت بین زوایای α و β هنگامی که شبکه می چرخد ​​ثابت است و این تفاوت مشخص است θ ، با طراحی تک رنگ مشخص می شود، سپس به دو متغیر بستگی داردα و β به یکی بروید φ - زاویه چرخش شبکه از مرتبه صفر. تعیین کردن و ، پس از تبدیل مجموع سینوس ها، معادله شبکه را به شکل راحت تر دیگری به دست می آوریم: (5)، کجاφ - زاویه چرخش شبکه نسبت به موقعیت مرتبه صفر؛ θ/2- نیم زاویه در توری بین پرتوهای فرورفته و پراش. اغلب از معادله شبکه به شکل زیر استفاده می شود: (6). اگر تابش پراش شده از توری به عدسی هدایت شود، در هر مقدار از عدد، طیف در صفحه کانونی آن تشکیل می شود. k≠0. در k=0(ترتیب صفر طیف) طیف تشکیل نمی شود، زیرا برای تمام طول موج ها قابل استفاده است. بعلاوه، β= -α یعنی جهت حداکثر مرتبه صفر توسط انعکاس دیدی از صفحه توری تعیین می شود.		شکل 1. توضیح اصل عملکرد یک توری پراش.
طول موج تابش خیره کننده بازتاب گریتینگ های پراش به زاویه شیب خطوط بستگی دارد - با تغییر زاویه شیب لبه خط، می توانید مرکز حداکثر پراش تابع را تراز کنید. شناسهبا حداکثر تابع اصلی تداخل که درهر سفارش جهت به مرکز حداکثر پراش توسط بازتاب پرتو فرودی نه از صفحه توری، بلکه از لبه خط تعیین می شود. بنابراین، شرط چنین ترکیبی: زوایا α و β حداکثر باید به طور همزمان روابط زیر را برآورده کند: (7). در این شرایط، طیف یک نظم معین بیشترین شدت را خواهد داشت. گوشه β حداکثر زاویه پاشش نامیده می شود و طول موج آن طول موج اسپلش نامیده می شود λ شعله. اگر ناحیه طیفی برای تحقیق مشخص باشد، پس λ شعلهمی توان از رابطه تعیین کرد: (8)، کجا کجا λ 1و λ 2- طول موج های مرزی محدوده طیف. رابطه (8) به انتخاب شبکه مناسب کمک می کند. مثال 1. محدوده مورد مطالعه 400…1200 نانومتر است، یعنی. λ 1=400 نانومتر، λ 2= 1200 نانومتر سپس از فرمول (8): λ شعله= 600 نانومتر یک توری با براقیت 600 نانومتر انتخاب کنید. مثال 2.محدوده مورد مطالعه 600…1100 نانومتر است. محاسبه با استفاده از فرمول (8) با گرد کردن، 776 نانومتر به دست می‌آید. در لیست پیشنهادی هیچ توری با چنین درخششی وجود ندارد. توری با براق ترین نزدیک به مورد یافت شده انتخاب می شود، یعنی. 750 نانومتر
حوزه بهره وری انرژی توری های پراش ناحیه ای که در آن بازتاب گریتینگ حداقل 0.405 است، ناحیه بازده انرژی نامیده می شود: (9). مقدار به ترتیب طیف بستگی دارد: در مرتبه اول حداکثر است و در طیف های مرتبه بالاتر به سرعت کاهش می یابد. برای سفارش اول: . طول موج هایی که این ناحیه را محدود می کنند: و .
منطقه پراکندگی ناحیه پراکندگی یک بازه طیفی است که در آن طیف یک مرتبه معین با طیف های راسته های همسایه همپوشانی ندارد. در نتیجه، یک رابطه واضح بین زاویه پراش و طول موج وجود دارد. منطقه پراکندگی از شرایط زیر تعیین می شود: . (10). برای سفارش اول ، آ ، یعنی منطقه پراکندگی فاصله یک اکتاو را پوشش می دهد. برای ترکیب ناحیه پراکندگی با ناحیه بازده انرژی توری پراش، لازم است شرایط زیر رعایت شود: (یازده). در این مورد، در منطقه پراکندگی، بازتاب گریتینگ برای k=1حداقل 0.68 خواهد بود. مثال.اگر ، سپس ، آ . بنابراین، برای یک گریتینگ معین در محدوده 450 نانومتر تا 900 نانومتر، منطقه پراکندگی با منطقه بهره وری انرژی ترکیب می شود.
پراکندگی درجه جدایی فضایی پرتوهای با طول موج های مختلف با پراکندگی زاویه ای مشخص می شود. بیان پراکندگی زاویه ای را با متمایز کردن معادله شبکه به دست می آوریم: (12). از این عبارت چنین استنباط می شود که پراکندگی زاویه ای صرفاً توسط زوایا تعیین می شود α و β ، اما نه با تعداد ضربه ها. هنگامی که برای ابزارهای طیفی اعمال می شود، از پراکندگی خطی معکوس استفاده می شود که به عنوان متقابل حاصل ضرب پراکندگی زاویه ای و فاصله کانونی تعریف می شود: .
وضوح تفکیک نظری: ، رزولوشن کجاست. وضوح یک توری پراش، مانند هر دستگاه طیفی، با عرض طیفی تابع ابزار تعیین می شود. برای یک گریتینگ، عرض تابع دستگاه، عرض حداکثر اصلی تابع تداخل است: . سپس: (14). قدرت تفکیک طیفی یک توری پراش برابر با حاصل ضرب مرتبه پراش است کبرای تعداد کامل ضربه ها ن. با استفاده از معادله شبکه: (15)، جایی که محصول - طول قسمت سایه دار شبکه. از عبارت (15) مشخص می شود که در زوایای داده شده α و β اندازه آرتنها با افزایش اندازه توری پراش می توان افزایش داد. عبارت تفکیک را می توان به شکل دیگری از (12) و (15) ارائه کرد: (16)، که در آن - عرض پرتو پراش، - پراکندگی زاویه ای. بیان (16) نشان می دهد که وضوح با بزرگی پراکندگی زاویه ای نسبت مستقیم دارد.
ناحیه طیفی گریتینگ بسته به از تعداد ضربه ها برای هر توری پراش با نقطه دحداکثر محدودیت طول موج وجود دارد . از معادله شبکه در تعیین می شود k=1و α=β=90 درجهو برابر است با . بنابراین، هنگام کار در مناطق مختلف طیف، از گریتینگ هایی با تعداد خطوط مختلف استفاده می شود: - برای ناحیه UV: 3600-1200 خط در میلی متر؛ - برای ناحیه قابل مشاهده: 1200-600 خط در میلی متر؛ - برای منطقه IR: کمتر از 300 خط در میلی متر.
توری پراش مقعر یک توری پراش مقعر نه تنها نقش یک سیستم پراکنده، بلکه یک سیستم تمرکز را نیز ایفا می کند. عبارات ویژگی های طیف سنجی - پراکندگی زاویه ای، وضوح و ناحیه پراکندگی - مانند یک توری مسطح است. توری های مقعر بر خلاف توری های مسطح دارای آستیگماتیسم هستند. آستیگماتیسم با اعمال ضربات روی سطح غیرکروی یا با تغییر فاصله بین ضربه ها بر اساس قانون خاصی از بین می رود.
توری پراش هولوگرافیک کیفیت توری پراش با شدت نور پراکنده، ناشی از وجود نقص‌های کوچک در لبه‌های تک تک ضربه‌ها، و شدت «اشباح» - خطوط کاذبی که زمانی ایجاد می‌شوند، تعیین می‌شود. نقض شده است. مزیت توری های هولوگرافیک در مقایسه با انواع تفنگدار، عدم وجود "ارواح" و شدت کمتر نور پراکنده است. با این حال، گریت بازتابنده فاز هولوگرافی یک شکل خطی سینوسی دارد، به عنوان مثال، یک اکسلت نیست، و بنابراین بازده انرژی کمتری دارد (شکل 2). تولید توری های هولوگرافیک با پروفیل شیار مثلثی، به اصطلاح گریتینگ های تیغه ای، منجر به پیدایش ریزساختارهایی در لبه میله ها می شود که باعث افزایش شدت نور پراکنده می شود. علاوه بر این، پروفیل مثلثی صحیح به دست نمی آید، که باعث کاهش بهره وری انرژی چنین توری هایی می شود.

توزیع روشنایی در تصویر شکاف

توزیع روشنایی در تصویر شکاف به ماهیت انحرافات سیستم نوری و همچنین به روش روشن کردن شکاف بستگی دارد.

انحرافات
یک سیستم نوری ایده آل یک تصویر دقیق از یک نقطه تولید می کند. در ناحیه پاراکسیال، سیستم نوری نزدیک به ایده آل است. اما با عرض پرتو محدود و فاصله منبع از محور نوری، قوانین اپتیک پاراکسیال نقض شده و تصویر مخدوش می شود. هنگام طراحی یک سیستم نوری، انحرافات باید اصلاح شوند.

انحراف کروی
توزیع نور در نقطه پراکندگی با انحراف کروی به گونه ای است که حداکثر تیز در مرکز با کاهش سریع روشنایی به سمت لبه لکه به دست می آید. این انحراف تنها انحرافی است که حتی اگر نقطه شی روی محور نوری اصلی سیستم قرار گیرد باقی می ماند. انحراف کروی به ویژه در سیستم های با دیافراگم بالا (با دیافراگم نسبی بزرگ) بزرگ است.

کما
تصویر یک نقطه در حضور کما به شکل یک نقطه نامتقارن است که نور آن در بالای شکل پراکنده حداکثر است.

آستیگماتیسم
ناشی از انحنای نابرابر سطح نوری در صفحات مقطع مختلف است و خود را در این واقعیت نشان می دهد که جبهه موج در هنگام عبور از سیستم نوری تغییر شکل می دهد و کانون پرتو نور در بخش های مختلف در نقاط مختلف ظاهر می شود. شکل پراکنده خانواده ای از بیضی ها با توزیع یکنواخت روشنایی است. دو صفحه وجود دارد - نصف النهار و ساژیتال، عمود بر آن، که در آن بیضی ها به بخش های مستقیم تبدیل می شوند. مراکز انحنای هر دو بخش کانون نامیده می شوند و فاصله بین آنها معیار آستیگماتیسم است.

انحنای میدان
انحراف بهترین سطح فوکوس صفحه کانونی یک انحراف است که انحنای میدان نامیده می شود.

اعوجاج
اعوجاج عبارت است از اعوجاج یک تصویر به دلیل بزرگنمایی خطی نابرابر قسمت های مختلف تصویر. این انحراف به فاصله نقطه تا محور نوری بستگی دارد و با نقض قانون شباهت خود را نشان می دهد.

انحراف رنگی
به دلیل پراکندگی نور، دو نوع انحراف رنگی ظاهر می شود: کروماتیسم موقعیت کانونی و کروماتیسم بزرگنمایی. اولی با تغییر در صفحه تصویر برای طول موج های مختلف مشخص می شود، دومی با تغییر در بزرگنمایی عرضی. انحراف رنگی در سیستم های نوری که شامل عناصر ساخته شده از مواد انکسار هستند رخ می دهد. انحرافات رنگی در آینه ها ذاتی نیستند. این شرایط استفاده از آینه ها در تک رنگ و سایر سیستم های نوری را به ویژه ارزشمند می کند.

روشنایی شکاف ورودی

نورپردازی منسجم و غیر منسجم
ماهیت روشنایی شکاف ورودی دستگاه برای توزیع شدت در عرض خط طیفی، یعنی. درجه انسجام نور در عمل، روشنایی شکاف ورودی نه کاملاً منسجم است و نه نامنسجم. با این حال، می توان به یکی از این دو حالت شدید نزدیک شد. روشنایی منسجم را می توان با روشن کردن شکاف با یک منبع نقطه ای واقع در کانون کندانسور با قطر بزرگ که در جلوی شکاف قرار دارد به دست آورد.

روش دیگر روشنایی بدون عدسی است که یک منبع کوچک در فاصله زیادی از شکاف قرار می گیرد. با استفاده از لنز خازنی برای متمرکز کردن منبع نور بر روی شکاف ورودی دستگاه، می توان روشنایی نامنسجمی به دست آورد. سایر روش های نورپردازی موقعیت متوسطی را اشغال می کنند. اهمیت تمایز آنها به این دلیل است که هنگام روشن شدن با نور منسجم، ممکن است پدیده های تداخلی رخ دهد که هنگام روشن شدن با نور نامنسجم مشاهده نمی شود.

اگر نیاز اصلی دستیابی به حداکثر وضوح باشد، دیافراگم توری پراش با نور منسجم در صفحه ای عمود بر شکاف پر می شود. اگر لازم است از حداکثر روشنایی طیف اطمینان حاصل شود، از روش روشنایی ناهمدوس استفاده می شود، که در آن دیافراگم نیز در صفحه موازی با شکاف پر می شود.

پر کردن دیافراگم با نور. F/#-Matcher .
یکی از پارامترهای اصلی که یک دستگاه طیفی را مشخص می کند، نسبت دیافراگم آن است. دیافراگم با حداکثر اندازه زاویه ای پرتو نور ورودی به دستگاه تعیین می شود و با نسبت قطر اندازه گیری می شود. (dk)به فاصله کانونی (fk)آینه کولیماتور در عمل، معکوس اغلب استفاده می شود، به نام F/#ترجیحاً از یک مشخصه دیگر - دیافراگم عددی استفاده کنید. روزنە عددی (N.A.)مرتبط با F/#نسبت: .

تصویربرداری بهینه از یک منبع نور نامنسجم گسترده بر روی شکاف ورودی دستگاه زمانی حاصل می شود که زاویه جامد پرتو نور فرودی با زاویه ورودی دستگاه برابر باشد.

آ- ناحیه شکاف ورودی؛ θ - ورودی زاویه جامد

اگر شکاف و کولیماتور پر از نور باشد، هیچ سیستم اضافی از عدسی ها و آینه ها به افزایش شار کلی تابش عبوری از سیستم کمک نمی کند.

برای یک دستگاه طیفی خاص، حداکثر زاویه جامد ورودی یک مقدار ثابت است که توسط اندازه و فاصله کانونی کولیماتور تعیین می شود: .

برای تطبیق دیافراگم های زاویه ای منبع نور و دستگاه طیفی از دستگاه خاصی به نام F/# Matcher استفاده می شود. F/# Matcher همراه با یک دستگاه طیفی استفاده می شود و حداکثر دیافراگم آن را هم با و هم بدون راهنمای نور فراهم می کند.

شکل 4. F/# Match Scheme

مزایای F/# Matcher عبارتند از:

• با استفاده از دیافراگم کامل هندسی دستگاه طیفی
  
• کاهش نور سرگردان
• کیفیت تصویر طیفی و فضایی خوبی را حفظ می کند
• امکان استفاده از فیلترهایی با ضخامت نامساوی بدون اعوجاج فوکوس
  

تعریف

توری پراشدستگاه طیفی نامیده می شود که سیستمی از تعدادی شکاف است که توسط فضاهای مات از هم جدا شده اند.

اغلب در عمل از یک توری پراش یک بعدی استفاده می شود که شامل شکاف های موازی با همان عرض است که در همان صفحه قرار دارند که با فواصل مات با عرض مساوی از هم جدا می شوند. چنین توری با استفاده از یک دستگاه تقسیم ویژه ساخته می شود که ضربات موازی را روی یک صفحه شیشه ای اعمال می کند. تعداد چنین ضربه هایی می تواند بیش از هزار در میلی متر باشد.

توری های پراش بازتابی بهترین در نظر گرفته می شوند. این مجموعه ای از مناطقی است که نور را با مناطقی که نور را منعکس می کنند، منعکس می کند. چنین توری ها یک صفحه فلزی صیقلی هستند که بر روی آن ضربه های پراکنده نور با کاتر اعمال می شود.

الگوی پراش روی توری نتیجه تداخل متقابل امواجی است که از تمام شکاف ها می آیند. در نتیجه، با کمک یک توری پراش، تداخل چند پرتوی پرتوهای منسجم نور که دچار پراش شده و از همه شکاف‌ها می‌آیند، تحقق می‌یابد.

فرض کنید عرض شکاف روی توری پراش a است، عرض بخش مات b است، سپس مقدار:

دوره توری پراش (ثابت) نامیده می شود.

الگوی پراش روی توری پراش یک بعدی

اجازه دهید تصور کنیم که یک موج تک رنگ به طور معمول به صفحه توری پراش برخورد می کند. با توجه به اینکه شکاف ها در فواصل مساوی از یکدیگر قرار دارند، تفاوت مسیر پرتوهای () که از یک جفت شکاف مجاور برای جهت انتخاب شده می آیند برای کل توری پراش داده شده یکسان خواهد بود:

حداقل شدت اصلی در جهت های تعیین شده توسط شرایط مشاهده می شود:

علاوه بر حداقل های اصلی، در نتیجه تداخل متقابل پرتوهای نوری ارسال شده توسط یک جفت شکاف، در برخی جهات یکدیگر را خنثی می کنند، به این معنی که حداقل های اضافی ظاهر می شوند. آنها در جهت هایی به وجود می آیند که تفاوت در مسیر پرتوها به تعداد فرد نیم موج است. شرط حداقل های اضافی به صورت زیر نوشته می شود:

که در آن N تعداد شکاف های توری پراش است. k’ هر مقدار صحیحی را به جز 0 می پذیرد. اگر شبکه دارای N شکاف باشد، بین دو ماکسیما اصلی یک حداقل اضافی وجود دارد که ماکزیمم های ثانویه را از هم جدا می کند.

شرط ماکزیمم اصلی برای یک توری پراش عبارت است:

از آنجایی که مقدار سینوس نمی تواند بیشتر از یک باشد، تعداد ماکزیمم های اصلی عبارتند از:

اگر نور سفید از توری عبور داده شود، تمام ماکزیمم ها (به جز m = 0 مرکزی) به یک طیف تجزیه می شوند. در این صورت ناحیه بنفش این طیف با مرکز الگوی پراش روبرو خواهد شد. از این خاصیت توری پراش برای مطالعه ترکیب طیف نور استفاده می شود. اگر دوره توری مشخص باشد، محاسبه طول موج نور را می توان به یافتن زاویه کاهش داد که با جهت حداکثر مطابقت دارد.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

ورزش	اگر یک پرتو تک رنگ نور با طول موج m بر روی آن عمود بر سطح تابیده شود، حداکثر نظم طیفی را می توان با استفاده از یک توری پراش با ثابت m بدست آورد؟
راه حل	به عنوان مبنایی برای حل مسئله، از فرمول استفاده می کنیم که شرط مشاهده ماکزیمم اصلی برای الگوی پراش است که هنگام عبور نور از یک توری پراش به دست می آید: حداکثر مقدار یک است، بنابراین: از (1.2) که بیان می کنیم، دریافت می کنیم: بیایید محاسبات را انجام دهیم:
پاسخ

مثال 2

ورزش	نور تک رنگ با طول موج از یک توری پراش عبور می کند. یک صفحه در فاصله L از توری قرار می گیرد. با استفاده از عدسی واقع در نزدیکی گریتینگ، طرحی از الگوی پراش بر روی آن ایجاد می شود. در این حالت، اولین ماکزیمم پراش در فاصله l از مرکز قرار دارد. اگر نور به طور معمول بر روی آن بیفتد، تعداد خطوط در واحد طول توری پراش (N) چقدر است؟
راه حل	بیایید یک نقاشی بکشیم.