एक आयामी विवर्तन झंझरी एक बड़ी संख्या की एक प्रणाली है एनएक ही चौड़ाई के स्लॉट और स्क्रीन में एक दूसरे के समानांतर, समान चौड़ाई के अपारदर्शी अंतराल द्वारा अलग किए गए (चित्र 9.6)।

झंझरी पर विवर्तन पैटर्न को सभी झिरियों से आने वाली तरंगों के पारस्परिक हस्तक्षेप के परिणाम के रूप में परिभाषित किया गया है, अर्थात। में कर्कश किया गया बहुपथ हस्तक्षेप सभी झिल्लियों से आने वाली प्रकाश की सुसंगत विवर्तित किरणें।

निरूपित करें: बी – स्लॉट चौड़ाईझंझरी; ए -स्लॉट के बीच की दूरी; – झंझरी स्थिरांक.

लेंस उस पर पड़ने वाली सभी किरणों को एक ही कोण पर एकत्र करता है और कोई अतिरिक्त पथ अंतर नहीं पेश करता है।

चावल। 9.6	चावल। 9.7

मान लीजिए कि किरण 1 लेंस पर कोण पर गिरती है ( विवर्तन कोण ) झिरी से इस कोण पर यात्रा करने वाली एक प्रकाश तरंग बिंदु पर अधिकतम तीव्रता उत्पन्न करती है। पड़ोसी स्लॉट से समान कोण पर आने वाली दूसरी बीम उसी बिंदु पर आएगी। ये दोनों बीम चरण में आएंगे और एक दूसरे को बढ़ाएंगे यदि ऑप्टिकल पथ अंतर बराबर है एमλ:

स्थितिज्यादा से ज्यादा एक विवर्तन के लिए झंझरी इस तरह दिखेगी:

,

(9.4.4)

कहाँ पे एम= ± 1, ± 2, ± 3, ….

इस स्थिति के अनुरूप मैक्सिमा को कहा जाता है प्रमुख ऊंचाइयों . मात्रा का मान एमएक या दूसरे अधिकतम के संगत को कहा जाता है अधिकतम विवर्तन का क्रम।

बिंदु पर एफ 0 हमेशा मनाया जाएगा व्यर्थ या केंद्रीय विवर्तन शिखर .

चूँकि स्क्रीन पर आपतित प्रकाश विवर्तन झंझरी में केवल झिल्लियों से होकर गुजरता है, स्थिति न्यूनतम अंतराल के लिएऔर होगा स्थितिमुख्य विवर्तन न्यूनतम जाली के लिए:

.

(9.4.5)

बेशक, बड़ी संख्या में स्लिट्स के साथ, मुख्य विवर्तन मिनीमा के अनुरूप स्क्रीन के बिंदु कुछ स्लिट्स से प्रकाश प्राप्त करेंगे और वहां बनेंगे दुष्प्रभाव विवर्तन मैक्सिमा और मिनिमा(चित्र 9.7)। लेकिन मुख्य मैक्सिमा की तुलना में उनकी तीव्रता कम है (≈ 1/22)।

मान लीजिये ,

प्रत्येक भट्ठा द्वारा भेजी गई तरंगें व्यतिकरण द्वारा रद्द कर दी जाएंगी और दिखाई देंगी अतिरिक्त न्यूनतम .

स्लॉट्स की संख्या झंझरी के माध्यम से प्रकाश प्रवाह को निर्धारित करती है। उनमें से जितना अधिक, उतनी ही अधिक ऊर्जा तरंग द्वारा इसके माध्यम से स्थानांतरित की जाती है। इसके अलावा, स्लॉट्स की संख्या जितनी अधिक होगी, पड़ोसी मैक्सिमा के बीच उतनी ही अतिरिक्त मिनीमा फिट होगी। नतीजतन, ऊँचाई संकरी और अधिक तीव्र होगी (चित्र 9.8)।

(9.4.3) से यह देखा जा सकता है कि विवर्तन कोण तरंगदैर्घ्य के समानुपाती होता है। इसका मतलब यह है कि विवर्तन झंझरी सफेद प्रकाश को घटकों में विघटित कर देता है, और एक बड़े कोण पर एक लंबी तरंग दैर्ध्य (लाल) के साथ प्रकाश को खारिज कर देता है (एक प्रिज्म के विपरीत, जहां सब कुछ दूसरे तरीके से होता है)।

विवर्तन स्पेक्ट्रम- विवर्तन के कारण प्राप्त स्क्रीन पर तीव्रता वितरण (यह घटना नीचे की आकृति में दिखाई गई है)। प्रकाश ऊर्जा का मुख्य भाग केंद्रीय अधिकतम में केंद्रित होता है। अंतराल का संकुचन इस तथ्य की ओर जाता है कि केंद्रीय अधिकतम फैलता है और इसकी चमक कम हो जाती है (यह निश्चित रूप से, अन्य मैक्सिमा पर भी लागू होता है)। इसके विपरीत, झिरी जितनी चौड़ी होती है, तस्वीर उतनी ही चमकदार होती है, लेकिन विवर्तन फ्रिंजें संकरी होती हैं, और फ्रिंजों की संख्या स्वयं अधिक होती है। जब केंद्र में, प्रकाश स्रोत की एक तेज छवि प्राप्त होती है, अर्थात। प्रकाश का एक सीधा प्रसार है। यह तस्वीर केवल मोनोक्रोमैटिक लाइट के लिए लगेगी। जब झिरी को सफेद रोशनी से रोशन किया जाता है, तो केंद्रीय अधिकतम एक सफेद पट्टी होगी, यह सभी तरंग दैर्ध्य के लिए सामान्य है (जब पथ अंतर सभी के लिए शून्य है)।

पीछे की ओर आगे की ओर

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(नया ज्ञान प्राप्त करने के लिए पाठ, ग्रेड 11, प्रोफ़ाइल स्तर - 2 घंटे)।

पाठ के शैक्षिक उद्देश्य:

• प्रकाश विवर्तन की अवधारणा का परिचय दें
• हाइजेन्स-फ्रेस्नेल सिद्धांत का उपयोग करके प्रकाश के विवर्तन की व्याख्या करें
• फ़्रेज़नेल ज़ोन की अवधारणा का परिचय दें
• विवर्तन झंझरी के संचालन की संरचना और सिद्धांत की व्याख्या करें

पाठ के विकासात्मक उद्देश्य

• विवर्तन पैटर्न के गुणात्मक और मात्रात्मक विवरण में कौशल का विकास

उपकरण: प्रोजेक्टर, स्क्रीन, प्रस्तुति।

शिक्षण योजना

• प्रकाश का विवर्तन
• फ्रेस्नेल विवर्तन
• फ्रौनहोफर विवर्तन
• डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग

कक्षाओं के दौरान।

1. संगठनात्मक क्षण।

2. नई सामग्री सीखना।

विवर्तन- लहरों के अपने रास्ते में आने वाली बाधाओं के चारों ओर झुकने की घटना, या व्यापक अर्थ में - ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियमों से बाधाओं के पास तरंगों के प्रसार का कोई विचलन। विवर्तन के कारण, तरंगें ज्यामितीय छाया के क्षेत्र में गिर सकती हैं, बाधाओं के चारों ओर जा सकती हैं, स्क्रीन में छोटे छिद्रों से प्रवेश कर सकती हैं, आदि। उदाहरण के लिए, घर के कोने के आसपास ध्वनि अच्छी तरह से सुनाई देती है, अर्थात, एक ध्वनि तरंग उसके चारों ओर जाती है .

यदि प्रकाश एक तरंग प्रक्रिया है, जैसा कि हस्तक्षेप की घटना से स्पष्ट रूप से संकेत मिलता है, तो प्रकाश विवर्तन भी देखा जाना चाहिए।

प्रकाश का विवर्तन- बाधाओं के किनारों या छिद्रों से गुजरते समय प्रकाश किरणों के एक ज्यामितीय छाया के क्षेत्र में विक्षेपण की घटना, जिनके आयाम प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के बराबर होते हैं ( स्लाइड नंबर 2).

यह तथ्य कि प्रकाश बाधाओं के किनारों से परे जाता है, लोगों को लंबे समय से ज्ञात है। इस घटना का पहला वैज्ञानिक विवरण एफ। ग्रिमाल्डी का है। प्रकाश की एक संकीर्ण किरण में, ग्रिमाल्डी ने विभिन्न वस्तुओं को विशेष रूप से पतले धागों में रखा। इस मामले में, स्क्रीन पर छाया ज्यामितीय प्रकाशिकी के नियमों के अनुसार व्यापक होनी चाहिए। इसके अलावा, छाया के दोनों ओर रंगीन बैंड पाए गए। एक छोटे से छेद के माध्यम से प्रकाश की एक पतली किरण को पार करते हुए, ग्रिमाल्डी ने प्रकाश के सीधा प्रसार के नियम से विचलन भी देखा। छेद के सामने का चमकीला स्थान रेक्टिलिनियर प्रकाश प्रसार के लिए अपेक्षा से बड़ा निकला ( स्लाइड नंबर 2).

1802 में, टी. जंग, जिन्होंने प्रकाश के व्यतिकरण की खोज की, ने विवर्तन पर एक शास्त्रीय प्रयोग किया ( स्लाइड नंबर 3).

एक अपारदर्शी स्क्रीन में, उसने एक दूसरे से थोड़ी दूरी पर दो छोटे छेद B और C को पिन से छेद दिया। इन छिद्रों को एक अन्य स्क्रीन में एक छोटे से छेद A से गुजरने वाले प्रकाश की एक संकीर्ण किरण द्वारा प्रकाशित किया गया था। यह वह विवरण था, जिसके बारे में उस समय सोचना बहुत मुश्किल था, जिसने प्रयोग की सफलता का फैसला किया। केवल सुसंगत तरंगें ही हस्तक्षेप करती हैं। होल ए से ह्यूजेंस सिद्धांत के अनुसार उत्पन्न हुई गोलाकार तरंग, छेद बी और सी में उत्तेजित सुसंगत दोलन। छेद बी और सी से विवर्तन के कारण, दो प्रकाश शंकु उभरे, जो आंशिक रूप से अतिच्छादित थे। इन दो प्रकाश तरंगों के हस्तक्षेप के परिणामस्वरूप, बारी-बारी से प्रकाश और गहरे रंग की धारियाँ स्क्रीन पर दिखाई देने लगीं। छेदों में से एक को बंद करना। यंग ने पाया कि किनारे गायब हो गए। इस प्रयोग की मदद से जंग ने सबसे पहले अलग-अलग रंगों की प्रकाश किरणों के अनुरूप तरंग दैर्ध्य को मापा, और बहुत सटीक रूप से।

विवर्तन का सिद्धांत

फ्रांसीसी वैज्ञानिक ओ. फ्रेस्नेल ने प्रयोग में न केवल विवर्तन के विभिन्न मामलों का अधिक विस्तार से अध्ययन किया, बल्कि विवर्तन के मात्रात्मक सिद्धांत का भी निर्माण किया। फ़्रेज़नेल का सिद्धांत हाइजेन्स सिद्धांत पर आधारित था, जो इसे द्वितीयक तरंगों के हस्तक्षेप के विचार के साथ पूरक करता था। ह्यूजेन्स सिद्धांत ने अपने मूल रूप में समय के बाद के क्षणों में केवल तरंग मोर्चों की स्थिति खोजना संभव बना दिया, यानी तरंग प्रसार की दिशा निर्धारित करने के लिए। मूलतः, यह ज्यामितीय प्रकाशिकी का सिद्धांत था। फ़्रेज़नेल ने माध्यमिक तरंगों के लिफाफे के बारे में हाइजेन्स की परिकल्पना को भौतिक रूप से स्पष्ट स्थिति से बदल दिया, जिसके अनुसार अवलोकन बिंदु पर पहुंचने वाली माध्यमिक तरंगें एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करती हैं ( स्लाइड नंबर 4).

विवर्तन दो प्रकार का होता है:

यदि विवर्तन जिस बाधा पर होता है वह प्रकाश स्रोत या उस स्क्रीन के करीब है जिस पर प्रेक्षण होता है, तो घटना के सामने या विवर्तित तरंगों में एक घुमावदार सतह होती है (उदाहरण के लिए, गोलाकार); इस मामले को फ्रेस्नेल विवर्तन कहा जाता है।

यदि बाधा के आयाम स्रोत से दूरी से बहुत छोटे हैं, तो बाधा पर तरंग घटना को एक समतल तरंग माना जा सकता है। समतल तरंग विवर्तन को अक्सर फ्रौनहोफर विवर्तन के रूप में जाना जाता है ( स्लाइड नंबर 5).

फ्रेस्नेल ज़ोन विधि।

सरल वस्तुओं पर विवर्तन पैटर्न की विशेषताओं की व्याख्या करने के लिए ( स्लाइड नंबर 6), फ़्रेज़नेल द्वितीयक स्रोतों को समूहीकृत करने के लिए एक सरल और उदाहरणात्मक विधि के साथ आया - फ़्रेज़नेल ज़ोन के निर्माण की विधि। यह विधि विवर्तन पैटर्न की गणना का अनुमान लगाना संभव बनाती है ( स्लाइड नंबर 7).

फ़्रेज़नेल क्षेत्र- द्वितीयक तरंगों के सुसंगत स्रोतों का एक सेट, जिसके बीच अधिकतम पथ अंतर /2 के बराबर होता है।

यदि दो आसन्न क्षेत्रों से पथ अंतर के बराबर है λ /2 , इसलिए, उनमें से कंपन विपरीत चरणों में अवलोकन बिंदु M पर आते हैं, ताकि किन्हीं दो आसन्न फ्रेस्नेल क्षेत्रों से तरंगें एक दूसरे को रद्द कर देती हैं(स्लाइड नंबर 8).

उदाहरण के लिए, जब एक छोटे से छेद से प्रकाश गुजरता है, तो प्रेक्षण बिंदु पर एक प्रकाश और एक अंधेरे स्थान दोनों का पता लगाया जा सकता है। यह एक विरोधाभासी परिणाम निकला - प्रकाश छेद से नहीं गुजरता है!

विवर्तन के परिणाम की व्याख्या करने के लिए, यह देखना आवश्यक है कि कितने फ्रेस्नेल क्षेत्र छेद में फिट होते हैं। जब छेद किया जाता है क्षेत्रों की विषम संख्या ज्यादा से ज्यादा(हल्का निशान)। जब छेद किया जाता है क्षेत्रों की सम संख्या, तो अवलोकन बिंदु पर होगा न्यूनतम(काला धब्बा)। वास्तव में, प्रकाश, निश्चित रूप से, छेद से होकर गुजरता है, लेकिन हस्तक्षेप मैक्सिमा पड़ोसी बिंदुओं पर दिखाई देता है ( स्लाइड नंबर 9-11).

फ्रेस्नेल जोन प्लेट।

फ्रेस्नेल के सिद्धांत से कई उल्लेखनीय, कभी-कभी विरोधाभासी, परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं। उनमें से एक ज़ोन प्लेट को अभिसारी लेंस के रूप में उपयोग करने की संभावना है। जोन प्लेट- बारी-बारी से प्रकाश और अंधेरे के छल्ले के साथ एक पारदर्शी स्क्रीन। छल्ले की त्रिज्या को चुना जाता है ताकि अपारदर्शी सामग्री के छल्ले सभी सम क्षेत्रों को कवर कर सकें, फिर उसी चरण में होने वाले विषम क्षेत्रों से केवल दोलन ही अवलोकन बिंदु पर आते हैं, जिससे प्रकाश की तीव्रता में वृद्धि होती है। अवलोकन बिंदु ( स्लाइड नंबर 12).

फ्रेस्नेल के सिद्धांत का दूसरा उल्लेखनीय परिणाम एक उज्ज्वल स्थान के अस्तित्व की भविष्यवाणी है ( पॉइज़न स्पॉट) एक अपारदर्शी स्क्रीन से ज्यामितीय छाया के क्षेत्र में ( स्लाइड संख्या 13-14).

एक ज्यामितीय छाया के क्षेत्र में एक उज्ज्वल स्थान का निरीक्षण करने के लिए, यह आवश्यक है कि एक अपारदर्शी स्क्रीन फ़्रेज़नेल ज़ोन (एक या दो) की एक छोटी संख्या को ओवरलैप करे।

फ्रौनहोफर विवर्तन।

यदि बाधा के आयाम स्रोत से दूरी से बहुत छोटे हैं, तो बाधा पर तरंग घटना को एक समतल तरंग माना जा सकता है। एक अभिसारी लेंस के फोकस पर एक प्रकाश स्रोत रखकर एक समतल तरंग भी प्राप्त की जा सकती है ( स्लाइड नंबर 15).

जर्मन वैज्ञानिक फ्रौनहोफर के बाद विमान तरंग विवर्तन को अक्सर फ्रौनहोफर विवर्तन के रूप में जाना जाता है। इस प्रकार के विवर्तन को विशेष रूप से दो कारणों से माना जाता है। सबसे पहले, यह विवर्तन का एक सरल विशेष मामला है, और दूसरी बात, इस प्रकार का विवर्तन अक्सर विभिन्न ऑप्टिकल उपकरणों में पाया जाता है।

भट्ठा विवर्तन

एक झिरी द्वारा प्रकाश के विवर्तन का मामला बहुत व्यावहारिक महत्व का है। जब स्लिट को मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के समानांतर बीम द्वारा प्रकाशित किया जाता है, तो स्क्रीन पर अंधेरे और हल्के बैंड की एक श्रृंखला प्राप्त होती है, तीव्रता में तेजी से घटती है ( स्लाइड नंबर 16).

यदि प्रकाश झिरी तल के लंबवत आपतित होता है, तो फ्रिंजों को केंद्रीय फ्रिंज के संबंध में सममित रूप से व्यवस्थित किया जाता है, और स्क्रीन के साथ रोशनी समय-समय पर अधिकतम और न्यूनतम की शर्तों के अनुसार बदलती रहती है ( स्लाइड नंबर 17, फ्लैश एनीमेशन "एक भट्ठा द्वारा प्रकाश का विवर्तन")।

निष्कर्ष:

• क) भट्ठा की चौड़ाई में कमी के साथ, केंद्रीय प्रकाश बैंड फैलता है;
• ख) दी गई झिरी की चौड़ाई के लिए, फ्रिंजों के बीच की दूरी जितनी अधिक होगी, प्रकाश की तरंगदैर्घ्य उतनी ही अधिक होगी;
• सी) इसलिए, सफेद रोशनी के मामले में, विभिन्न रंगों के लिए संबंधित पैटर्न का एक सेट होता है;
• डी) इस मामले में, सभी तरंग दैर्ध्य के लिए मुख्य अधिकतम सामान्य होगा और एक सफेद पट्टी के रूप में दिखाई देगा, और साइड मैक्सिमा रंगीन पट्टियां हैं जो बैंगनी से लाल रंग के वैकल्पिक रंगों के साथ हैं।

दो स्लिट्स पर विवर्तन।

यदि दो समान समानांतर स्लिट हैं, तो वे समान अतिव्यापी विवर्तन पैटर्न देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मैक्सिमा को संगत रूप से बढ़ाया जाता है, और इसके अलावा, पहले और दूसरे स्लिट से तरंगों का पारस्परिक हस्तक्षेप होता है। नतीजतन, मिनीमा उसी स्थान पर होगा, क्योंकि ये वे दिशाएं हैं जिनमें कोई भी स्लिट प्रकाश नहीं भेजता है। इसके अलावा, दिशाएँ संभव हैं जिनमें दो झिरियों द्वारा भेजा गया प्रकाश एक दूसरे को रद्द कर देता है। इस प्रकार, दो मुख्य मैक्सिमा के बीच एक अतिरिक्त न्यूनतम होता है, और मैक्सिमा एक अंतराल की तुलना में संकरा हो जाता है ( स्लाइड 18-19) स्लॉट्स की संख्या जितनी अधिक होगी, मैक्सिमा को उतनी ही तेजी से परिभाषित किया जाएगा और मिनीमा जितना चौड़ा होगा, वे उतने ही अलग होंगे। इस मामले में, प्रकाश ऊर्जा को पुनर्वितरित किया जाता है ताकि इसका अधिकांश भाग मैक्सिमा पर पड़े, और ऊर्जा का एक नगण्य हिस्सा न्यूनतम में गिर जाए ( स्लाइड नंबर 20).

डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग.

एक विवर्तन झंझरी अपारदर्शी अंतराल द्वारा अलग किए गए बहुत संकीर्ण स्लिट्स की एक बड़ी संख्या का संग्रह है ( स्लाइड नंबर 21) यदि एक मोनोक्रोमैटिक तरंग झंझरी पर गिरती है, तो स्लॉट (द्वितीयक स्रोत) सुसंगत तरंगें बनाते हैं। एक अभिसारी लेंस को ग्रिल के पीछे रखा जाता है, फिर एक स्क्रीन। विभिन्न झंझरी झिल्लियों से प्रकाश के हस्तक्षेप के परिणामस्वरूप, स्क्रीन पर मैक्सिमा और मिनिमा की एक प्रणाली देखी जाती है ( स्लाइड नंबर 22).

मुख्य एक को छोड़कर सभी मैक्सिमा की स्थिति तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करती है। इसलिए, यदि सफेद प्रकाश झंझरी पर पड़ता है, तो यह एक स्पेक्ट्रम में विघटित हो जाता है। इसलिए, एक विवर्तन झंझरी एक वर्णक्रमीय उपकरण है जो प्रकाश को एक स्पेक्ट्रम में विघटित करने का कार्य करता है। विवर्तन झंझरी का उपयोग करके, कोई भी तरंग दैर्ध्य को सटीक रूप से माप सकता है, क्योंकि बड़ी संख्या में स्लिट्स के साथ, तीव्रता मैक्सिमा के क्षेत्र संकीर्ण होते हैं, पतले चमकीले बैंड में बदल जाते हैं, और मैक्सिमा (डार्क बैंड की चौड़ाई) के बीच की दूरी बढ़ जाती है ( स्लाइड 23-24).

विवर्तन झंझरी का संकल्प।

विवर्तन झंझरी वाले वर्णक्रमीय उपकरणों के लिए, दो वर्णक्रमीय रेखाओं को अलग-अलग तरंग दैर्ध्य के साथ अलग से देखने की क्षमता महत्वपूर्ण है।

निकट तरंग दैर्ध्य वाली दो वर्णक्रमीय रेखाओं को अलग-अलग देखने की क्षमता को झंझरी संकल्प कहा जाता है ( स्लाइड #25-26).

यदि हम दो निकटवर्ती वर्णक्रमीय रेखाओं को हल करना चाहते हैं, तो यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि उनमें से प्रत्येक के अनुरूप हस्तक्षेप मैक्सिमा जितना संभव हो उतना संकीर्ण हो। विवर्तन झंझरी के मामले में, इसका मतलब है कि झंझरी पर लगाए गए खांचे की कुल संख्या यथासंभव बड़ी होनी चाहिए। तो, अच्छे विवर्तन झंझरी में, लगभग 500 लाइनें प्रति मिलीमीटर, लगभग 100 मिमी की कुल लंबाई के साथ, लाइनों की कुल संख्या 50,000 है।

उनके आवेदन के आधार पर जाली धातु या कांच होती है। सबसे अच्छी धातु की झंझरी में सतह के प्रति मिलीमीटर 2000 लाइनें होती हैं, जबकि झंझरी की कुल लंबाई 100-150 मिमी होती है। धातु के झंझरी पर अवलोकन केवल परावर्तित प्रकाश में, और कांच पर - सबसे अधिक बार संचरित प्रकाश में किए जाते हैं।

हमारी पलकें, उनके बीच अंतराल के साथ, एक खुरदरी विवर्तन झंझरी है। यदि आप एक उज्ज्वल प्रकाश स्रोत पर झुकते हैं, तो आप इंद्रधनुषी रंग देख सकते हैं। प्रकाश की सहायता के विवर्तन और हस्तक्षेप की घटना

रंगों के उपयोग का सहारा लिए बिना सभी जीवित चीजों को रंगने के लिए प्रकृति ( स्लाइड संख्या 27).

3. सामग्री का प्राथमिक निर्धारण।

परीक्षण प्रश्न

1. प्रतिदिन ध्वनि का विवर्तन प्रकाश के विवर्तन से अधिक स्पष्ट क्यों होता है?
2. हाइजेंस के सिद्धांत में फ्रेस्नेल के परिवर्धन क्या हैं?
3. फ्रेस्नेल जोनों के निर्माण का सिद्धांत क्या है?
4. जोन प्लेटों के संचालन का सिद्धांत क्या है?
5. फ्रेस्नेल विवर्तन, फ्रौनहोफर विवर्तन कब मनाया जाता है?
6. जब एकवर्णी तथा श्वेत प्रकाश से प्रदीप्त होता है तो गोल छिद्र द्वारा फ्रेस्नेल विवर्तन में क्या अंतर होता है?
7. बड़े एपर्चर और बड़े डिस्क पर विवर्तन क्यों नहीं देखा जाता है?
8. क्या निर्धारित करता है कि एक छेद द्वारा खोले गए फ़्रेज़नेल ज़ोन की संख्या सम या विषम होगी?
9. एक छोटी अपारदर्शी डिस्क पर विवर्तन द्वारा प्राप्त विवर्तन पैटर्न की विशिष्ट विशेषताएं क्या हैं।
10. एकवर्णी और श्वेत प्रकाश से प्रदीप्त होने पर झिरी पर विवर्तन पैटर्न में क्या अंतर है?
11. झिरी की अधिकतम चौड़ाई क्या है जिस पर न्यूनतम तीव्रता अभी भी देखी जाएगी?
12. तरंगदैर्घ्य और झिरी की चौड़ाई में वृद्धि एकल झिरी से फ्रौनहोफर विवर्तन को कैसे प्रभावित करती है?
13. यदि झंझरी स्थिरांक को बदले बिना झंझरी रेखाओं की कुल संख्या बढ़ा दी जाए तो विवर्तन पैटर्न कैसे बदलेगा?
14. छ: झिरियों द्वारा विवर्तन द्वारा कितने अतिरिक्त मिनीमा और मैक्सिमा उत्पन्न होते हैं?
15. एक विवर्तन झंझरी श्वेत प्रकाश को स्पेक्ट्रम में क्यों विघटित करता है?
16. विवर्तन झंझरी के स्पेक्ट्रम के उच्चतम क्रम का निर्धारण कैसे करें?
17. स्क्रीन झंझरी से दूर जाने पर विवर्तन पैटर्न कैसे बदलेगा?
18. सफेद रोशनी का उपयोग करते समय, केवल केंद्रीय उच्च सफेद और पार्श्व उच्च इंद्रधनुषी क्यों होता है?
19. विवर्तन झंझरी पर स्ट्रोक को एक दूसरे के निकट क्यों रखना पड़ता है?
20. बड़ी संख्या में स्ट्रोक क्यों होने चाहिए?

कुछ प्रमुख स्थितियों के उदाहरण (ज्ञान का प्राथमिक समेकन) (स्लाइड संख्या 29-49)

1. 0.004 मिमी के स्थिरांक के साथ एक विवर्तन झंझरी 687 एनएम के तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश से प्रकाशित होता है। दूसरे क्रम के स्पेक्ट्रम की छवि देखने के लिए झंझरी के किस कोण पर अवलोकन किया जाना चाहिए ( स्लाइड नंबर 29).
2. 500 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ मोनोक्रोमैटिक प्रकाश एक विवर्तन झंझरी पर होता है जिसमें 500 लाइनें प्रति 1 मिमी होती हैं। झंझरी पर लंबवत प्रकाश आपतित है। देखे जा सकने वाले स्पेक्ट्रम का उच्चतम क्रम क्या है? ( स्लाइड संख्या 30).
3. विवर्तन झंझरी स्क्रीन के समानांतर 0.7 मीटर की दूरी पर स्थित है। इस विवर्तन झंझरी के लिए प्रति 1 मिमी लाइनों की संख्या निर्धारित करें, यदि 430 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ एक प्रकाश किरण की सामान्य घटना के तहत, स्क्रीन पर पहला विवर्तन केंद्रीय उज्ज्वल बैंड से 3 सेमी की दूरी पर है। मान लें कि sinφ tgφ ( स्लाइड संख्या 31).
4. 0.005 मिमी की अवधि के साथ एक विवर्तन झंझरी स्क्रीन से 1.6 मीटर की दूरी पर समानांतर में स्थित है और झंझरी के सामान्य के साथ 0.6 माइक्रोन घटना की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश की किरण द्वारा प्रकाशित किया जाता है। विवर्तन पैटर्न के केंद्र और दूसरे अधिकतम के बीच की दूरी निर्धारित करें। मान लें कि sinφ tgφ ( स्लाइड संख्या 32).
5. 10-5 मीटर की अवधि के साथ एक विवर्तन झंझरी स्क्रीन से 1.8 मीटर की दूरी पर स्क्रीन के समानांतर स्थित है। झंझरी 580 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश की सामान्य रूप से आपतित किरण से प्रकाशित होती है। विवर्तन पैटर्न के केंद्र से 20.88 सेमी की दूरी पर स्क्रीन पर अधिकतम रोशनी देखी जाती है। इस अधिकतम का क्रम ज्ञात कीजिए। मान लें कि sinφ tgφ ( स्लाइड संख्या 33).
6. 0.02 मिमी की अवधि के साथ विवर्तन झंझरी का उपयोग करते हुए, पहली विवर्तन छवि केंद्रीय एक से 3.6 सेमी की दूरी पर और झंझरी से 1.8 मीटर की दूरी पर प्राप्त की गई थी। प्रकाश की तरंगदैर्घ्य ज्ञात कीजिए ( स्लाइड नंबर 34).
7. विवर्तन झंझरी के दृश्य क्षेत्र में दूसरे और तीसरे क्रम के स्पेक्ट्रा आंशिक रूप से एक दूसरे के साथ ओवरलैप करते हैं। तीसरे क्रम के स्पेक्ट्रम में कौन सी तरंग दैर्ध्य दूसरे क्रम के स्पेक्ट्रम में 700 एनएम की तरंग दैर्ध्य से मेल खाती है? ( स्लाइड संख्या 35).
8. 8 1014 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ एक समतल मोनोक्रोमैटिक तरंग 5 माइक्रोन की अवधि के साथ विवर्तन झंझरी पर सामान्य के साथ घटना होती है। 20 सेमी की फोकल लंबाई के साथ एक अभिसारी लेंस इसके पीछे झंझरी के समानांतर रखा जाता है। लेंस के फोकल तल में स्क्रीन पर विवर्तन पैटर्न देखा जाता है। इसके प्रथम और द्वितीय कोटि के मुख्य उच्चिष्ठ के बीच की दूरी ज्ञात कीजिए। मान लें कि sinφ tgφ ( स्लाइड नंबर 36).
9. 0.01 मिमी की अवधि के साथ विवर्तन झंझरी से 3 मीटर दूर स्क्रीन पर प्राप्त संपूर्ण प्रथम-क्रम स्पेक्ट्रम (तरंग दैर्ध्य 380 एनएम से 760 एनएम तक) की चौड़ाई क्या है? ( स्लाइड संख्या 37).
10. इसकी सहायता से 600.0 एनएम और 600.05 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाली दो वर्णक्रमीय रेखाओं को हल करने के लिए 500 लाइनों प्रति 1 मिमी वाले विवर्तन झंझरी की कुल लंबाई कितनी होनी चाहिए? ( स्लाइड संख्या 40).
11. 1.5 माइक्रोन की अवधि और 12 मिमी की कुल लंबाई के साथ एक विवर्तन झंझरी का संकल्प निर्धारित करें यदि 530 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश उस पर गिरता है ( स्लाइड संख्या 42).
12. झंझरी में न्यूनतम कितनी लाइनें होनी चाहिए ताकि 589 एनएम और 589.6 एनएम की तरंग दैर्ध्य वाली दो पीली सोडियम लाइनों को पहले क्रम के स्पेक्ट्रम में हल किया जा सके। इस तरह की झंझरी की लंबाई क्या है यदि झंझरी स्थिरांक 10 µm है ( स्लाइड नंबर 44).
13. निम्नलिखित मापदंडों के साथ खुले क्षेत्रों की संख्या निर्धारित करें:
    आर = 2 मिमी; ए = 2.5 मीटर; बी = 1.5 एम
    क) = 0.4 µm.
    बी) = 0.76 µm ( स्लाइड संख्या 45).
14. एक 1.2 मिमी भट्ठा 0.5 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य पर हरी रोशनी से प्रकाशित होता है। प्रेक्षक भट्ठा से 3 मीटर की दूरी पर स्थित है। क्या वह विवर्तन पैटर्न देखेगा ( स्लाइड नंबर 47).
15. एक 0.5 मिमी भट्ठा 500 एनएम लेजर से हरी रोशनी से प्रकाशित होता है। झिरी से कितनी दूरी पर विवर्तन पैटर्न स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है ( स्लाइड नंबर 49).

4. गृहकार्य (स्लाइड संख्या 50)।

पाठ्यपुस्तक: 71-72 (जी.वाई. मायकिशेव, बी.बी. बुखोवत्सेव। भौतिकी। 11)।

भौतिकी संख्या 1606,1609,1612, 1613,1617 (जी.एन. स्टेपानोवा) में समस्याओं का संग्रह।

वैकल्पिक रूप से सजातीय माध्यम में बीम का प्रसार सीधा है, लेकिन प्रकृति में कई घटनाएं हैं जहां इस स्थिति से विचलन देखा जा सकता है।

विवर्तन- सामना की गई बाधाओं के चारों ओर प्रकाश तरंगों के झुकने की घटना। स्कूल भौतिकी में, दो विवर्तन प्रणालियों का अध्ययन किया जाता है (ऐसी प्रणालियाँ जिनमें बीम के पारित होने के दौरान विवर्तन देखा जाता है):

• एक भट्ठा द्वारा विवर्तन (आयताकार छेद)
• झंझरी विवर्तन (समान दूरी वाले झिल्लियों का एक सेट)

- एक आयताकार छेद पर विवर्तन (चित्र 1)।

चावल। 1. भट्ठा विवर्तन

मान लीजिए कि एक स्लिट वाला समतल चौड़ाई का है, जिस पर प्रकाश की किरण A समकोण पर पड़ती है। अधिकांश प्रकाश स्क्रीन पर गुजरता है, लेकिन कुछ किरणें झिरी के किनारों पर विवर्तित होती हैं (अर्थात, विचलन) उनकी मूल दिशा से)। इसके अलावा, ये किरणें एक दूसरे के साथ स्क्रीन पर एक विवर्तन पैटर्न के गठन के साथ (चमकदार और अंधेरे क्षेत्रों को बारी-बारी से) करती हैं। हस्तक्षेप के नियमों पर विचार करना काफी जटिल है, इसलिए हम खुद को मुख्य निष्कर्षों तक ही सीमित रखते हैं।

स्क्रीन पर परिणामी विवर्तन पैटर्न में विवर्तन मैक्सिमा (अधिकतम प्रकाश क्षेत्र) और विवर्तन मिनिमा (अधिकतम अंधेरे क्षेत्र) वाले वैकल्पिक क्षेत्र होते हैं। यह पैटर्न केंद्रीय प्रकाश पुंज के संबंध में सममित है। मैक्सिमा और मिनिमा की स्थिति को उस ऊर्ध्वाधर के सापेक्ष कोण द्वारा वर्णित किया जाता है जिस पर वे दिखाई देते हैं, और यह झिरी के आकार और आपतित विकिरण की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। इन क्षेत्रों की स्थिति कई संबंधों का उपयोग करके पाई जा सकती है:

• विवर्तन मैक्सिमा के लिए

शून्य विवर्तन अधिकतम स्लिट के नीचे स्क्रीन पर केंद्रीय बिंदु है (चित्र 1)।

• विवर्तन मिनीमा के लिए

निष्कर्ष: समस्या की स्थितियों के अनुसार यह पता लगाना आवश्यक है: विवर्तन का अधिकतम या न्यूनतम पाया जाना चाहिए और संबंधित संबंध (1) या (2) का उपयोग किया जाना चाहिए।

विवर्तन झंझरी पर विवर्तन।

एक विवर्तन झंझरी एक प्रणाली है जिसमें एक दूसरे से समान दूरी पर वैकल्पिक स्लॉट होते हैं (चित्र 2)।

चावल। 2. विवर्तन झंझरी (बीम)

एक भट्ठा की तरह, विवर्तन झंझरी के बाद स्क्रीन पर एक विवर्तन पैटर्न देखा जाएगा: प्रकाश और अंधेरे क्षेत्रों का प्रत्यावर्तन। पूरी तस्वीर प्रकाश किरणों के एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप का परिणाम है, लेकिन एक झिरी का चित्र दूसरी झिरी से आने वाली किरणों से प्रभावित होगा। फिर विवर्तन पैटर्न को झिरियों की संख्या, उनके आकार और निकटता पर निर्भर होना चाहिए।

आइए एक नई अवधारणा पेश करते हैं - झंझरी स्थिरांक:

तब विवर्तन मैक्सिमा और मिनिमा की स्थितियाँ हैं:

• मुख्य विवर्तन मैक्सिमा के लिए(चित्र 3)

रिश्ते से डीपाप जे = एमएलयह देखा जा सकता है कि मुख्य मैक्सिमा की स्थिति, केंद्रीय एक को छोड़कर ( एम= 0), झिरी झंझरी से विवर्तन पैटर्न में प्रयुक्त प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है मैं. इसलिए, यदि झंझरी को सफेद या अन्य गैर-मोनोक्रोमैटिक प्रकाश से रोशन किया जाता है, तो विभिन्न मूल्यों के लिए मैंकेंद्रीय एक को छोड़कर सभी विवर्तन मैक्सिमा, स्थानिक रूप से अलग हो जाएंगे। नतीजतन, सफेद रोशनी से प्रकाशित एक झंझरी के विवर्तन पैटर्न में, केंद्रीय अधिकतम में एक सफेद बैंड का रूप होगा, और बाकी सभी इंद्रधनुष बैंड होंगे, जिन्हें पहले का विवर्तन स्पेक्ट्रा कहा जाता है ( एम= ± 1), दूसरा ( एम= ± 2), आदि। आदेश। प्रत्येक क्रम के स्पेक्ट्रा में, सबसे अधिक विचलन लाल किरणें होंगी (बड़े मूल्य के साथ मैं, पाप के बाद से जे ~ 1 / मैं), और सबसे कम बैंगनी (छोटे मान के साथ .) मैं) स्पेक्ट्रा स्पष्ट हैं (रंग पृथक्करण के संदर्भ में) अधिक स्लिट एनएक ग्रिड शामिल है। यह इस तथ्य से होता है कि अधिकतम की रैखिक आधी-चौड़ाई स्लॉट्स की संख्या के व्युत्क्रमानुपाती होती है एन) देखे गए विवर्तन स्पेक्ट्रा की अधिकतम संख्या संबंध (3.83) द्वारा निर्धारित की जाती है। इस प्रकार, विवर्तन झंझरी जटिल विकिरण को अलग-अलग मोनोक्रोमैटिक घटकों में विघटित कर देता है, अर्थात। उस पर आपतित विकिरण का हार्मोनिक विश्लेषण करता है।

जटिल विकिरण को हार्मोनिक घटकों में विघटित करने के लिए एक विवर्तन झंझरी की संपत्ति का उपयोग वर्णक्रमीय उपकरणों में किया जाता है - वे उपकरण जो विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना का अध्ययन करने के लिए काम करते हैं, अर्थात। उत्सर्जन स्पेक्ट्रम प्राप्त करने और इसके सभी मोनोक्रोमैटिक घटकों की तरंग दैर्ध्य और तीव्रता निर्धारित करने के लिए। वर्णक्रमीय तंत्र का योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 6. अध्ययन के तहत स्रोत से प्रकाश प्रवेश द्वार से टकराता है एसकोलाइमर लेंस के फोकल प्लेन में स्थित डिवाइस लीएक । समापक से गुजरने के दौरान बनने वाली समतल तरंग परिक्षेपण तत्व पर आपतित होती है डी, जिसका उपयोग विवर्तन झंझरी के रूप में किया जाता है। फैलाव तत्व द्वारा बीम के स्थानिक पृथक्करण के बाद, आउटपुट (कैमरा) उद्देश्य ली 2 फोकल प्लेन में विभिन्न तरंग दैर्ध्य के विकिरण में प्रवेश द्वार स्लिट की एक मोनोक्रोमैटिक छवि बनाता है एफ. ये छवियां (वर्णक्रमीय रेखाएं) अपनी समग्रता में अध्ययन किए गए विकिरण के स्पेक्ट्रम को बनाती हैं।

एक वर्णक्रमीय उपकरण के रूप में, एक विवर्तन झंझरी कोणीय और रैखिक फैलाव, फैलाव के एक मुक्त क्षेत्र और संकल्प द्वारा विशेषता है। एक वर्णक्रमीय उपकरण के रूप में, एक विवर्तन झंझरी कोणीय और रैखिक फैलाव, फैलाव के एक मुक्त क्षेत्र और संकल्प द्वारा विशेषता है।

कोणीय फैलाव डी जेविक्षेपण कोण में परिवर्तन की विशेषता है जेबीम अपनी तरंग दैर्ध्य बदलते समय मैंऔर के रूप में परिभाषित किया गया है

डी जे= डीजे / डेली,

कहाँ पे डीजेदो वर्णक्रमीय रेखाओं के बीच कोणीय दूरी है जो तरंग दैर्ध्य में भिन्न होती है डेली. विभेदक अनुपात डीपाप जे = एमएल, हम पाते हैं डीक्योंकि जे× जो ली = एम, कहाँ पे

डी जे = जो ली = एम / डीक्योंकि जे.

छोटे कोणों के भीतर जे @ 1, तो आप डाल सकते हैं

डी जे @ एम / डी.

रैखिक फैलाव द्वारा दिया जाता है

डी ली = डेली / डेली,

कहाँ पे डेलीतरंग दैर्ध्य में भिन्न दो वर्णक्रमीय रेखाओं के बीच की रैखिक दूरी है डेली.

अंजीर से। 3.24 दर्शाता है कि डेली = एफ 2 डीजे, कहाँ पे एफ 2 - लेंस फोकल लंबाई ली 2. इसे ध्यान में रखते हुए, हम कोणीय और रैखिक फैलाव से संबंधित संबंध प्राप्त करते हैं:

डी ली = एफ 2 डी जे.

आसन्न आदेशों का स्पेक्ट्रा ओवरलैप हो सकता है। तब वर्णक्रमीय उपकरण स्पेक्ट्रम के संगत भाग का अध्ययन करने के लिए अनुपयुक्त हो जाता है। अधिकतम चौड़ाई डी मैंअध्ययन के तहत विकिरण के वर्णक्रमीय अंतराल, जिसमें पड़ोसी आदेशों का स्पेक्ट्रा अभी तक ओवरलैप नहीं होता है, को फैलाव का मुक्त क्षेत्र या वर्णक्रमीय तंत्र का फैलाव क्षेत्र कहा जाता है। मान लें कि झंझरी पर आपतित विकिरण की तरंगदैर्घ्य से अंतराल में स्थित है मैंइससे पहले मैं+ डी मैं. अधिकतम डी मान मैं, जिस पर स्पेक्ट्रा का अतिव्यापीकरण अभी तक नहीं हुआ है, स्पेक्ट्रम के दाहिने छोर के सुपरपोजिशन की स्थिति से निर्धारित किया जा सकता है एमतरंगदैर्घ्य के लिए -वां क्रम मैं+ डी मैंस्पेक्ट्रम के बाएं छोर तक

(एम+ 1) तरंग दैर्ध्य के लिए वां क्रम मैं, अर्थात। शर्त से

डीपाप जे = एम(मैं+ डी मैं) = (एम + 1)मैं,

डी मैं = मैं / एम.

संकल्प आरएक स्पेक्ट्रल डिवाइस का अलग-अलग दो निकट वर्णक्रमीय रेखाएं देने के लिए डिवाइस की क्षमता को दर्शाता है और अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है

आर = मैं / डी एल,

कहाँ पे डी एलदो वर्णक्रमीय रेखाओं के बीच न्यूनतम तरंग दैर्ध्य अंतर है जिस पर इन रेखाओं को अलग वर्णक्रमीय रेखाओं के रूप में माना जाता है। मूल्य डी एलसमाधान योग्य वर्णक्रमीय दूरी कहलाती है। लेंस के सक्रिय छिद्र पर विवर्तन के कारण ली 2, प्रत्येक वर्णक्रमीय रेखा वर्णक्रमीय तंत्र द्वारा एक रेखा के रूप में नहीं, बल्कि एक विवर्तन पैटर्न के रूप में प्रदर्शित होती है, तीव्रता वितरण जिसमें एक sinc 2 फ़ंक्शन का रूप होता है। चूंकि अलग-अलग वर्णक्रमीय रेखाएं

विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर सुसंगत नहीं हैं, तो ऐसी रेखाओं द्वारा निर्मित परिणामी विवर्तन पैटर्न प्रत्येक झिरी से अलग से विवर्तन पैटर्न का एक सरल सुपरपोजिशन होगा; परिणामी तीव्रता दोनों रेखाओं की तीव्रताओं के योग के बराबर होगी। रेले मानदंड के अनुसार, निकट तरंग दैर्ध्य वाली वर्णक्रमीय रेखाएं मैंऔर मैं + डी एलयदि वे उस दूरी के भीतर हैं तो उन्हें अनुमति माना जाता है डी एलकि मुख्य विवर्तन अधिकतम एक रेखा अपनी स्थिति में दूसरी रेखा के न्यूनतम विवर्तन के साथ मेल खाता है। इस मामले में, एक डुबकी (गहराई 0.2 . के बराबर) मैं 0 , जहां मैं 0 अधिकतम तीव्रता है, दोनों वर्णक्रमीय रेखाओं के लिए समान है), जो आंख को ऐसी तस्वीर को दोहरी वर्णक्रमीय रेखा के रूप में देखने की अनुमति देता है। अन्यथा, दो निकट दूरी वाली वर्णक्रमीय रेखाएं एक विस्तृत रेखा के रूप में मानी जाती हैं।

पद एम-वें मुख्य विवर्तन अधिकतम तरंगदैर्घ्य के अनुरूप मैं, निर्देशांक द्वारा निर्धारित किया जाता है

x¢ मी = एफटीजी जे @ एफपाप जे = एमएल एफ/ डी.

इसी तरह, हम स्थिति पाते हैं एम- तरंगदैर्घ्य के संगत अधिकतम मैं + डी एल:

एक्स¢¢ एम = एम(मैं + डी एल) एफ / डी.

यदि रेले की कसौटी पूरी हो जाती है, तो इन उच्चिष्ठों के बीच की दूरी होगी

डी x = x¢¢m - x¢m= एमडी एल एफ / डी

उनकी आधी-चौड़ाई के बराबर डी एक्स = एल एफ / डी(यहाँ, ऊपर के रूप में, हम तीव्रता के पहले शून्य से आधी-चौड़ाई निर्धारित करते हैं)। यहाँ से हम पाते हैं

डी एल= मैं / (करोड़),

और, परिणामस्वरूप, एक वर्णक्रमीय उपकरण के रूप में विवर्तन झंझरी का संकल्प

इस प्रकार, विवर्तन झंझरी का संकल्प स्लॉट्स की संख्या के समानुपाती होता है एनऔर स्पेक्ट्रम का क्रम एम. लाना

एम = एममैक्स @डी / मैं,

हमें अधिकतम संकल्प मिलता है:

आरअधिकतम = ( मैं /डी एल) अधिकतम = एममैक्स एन@एल/ मैं,

कहाँ पे एल = एनडी- जाली के काम करने वाले हिस्से की चौड़ाई। जैसा कि आप देख सकते हैं, एक स्लेटेड झंझरी का अधिकतम संकल्प केवल झंझरी के काम करने वाले हिस्से की चौड़ाई और अध्ययन के तहत विकिरण की औसत तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित किया जाता है। जानने आरअधिकतम, हम न्यूनतम हल करने योग्य तरंग दैर्ध्य अंतराल पाते हैं:

(डी एल) मिनट @ ली 2 / एल

यूएसई कोडिफायर के विषय: प्रकाश विवर्तन, विवर्तन झंझरी।

यदि लहर के मार्ग में कोई बाधा हो, तो विवर्तन - सीधा प्रसार से तरंग विचलन। यह विचलन परावर्तन या अपवर्तन के साथ-साथ माध्यम के अपवर्तनांक में परिवर्तन के कारण किरणों के मार्ग की वक्रता तक कम नहीं होता है। विवर्तन इस तथ्य में होता है कि लहर बाधा के किनारे के चारों ओर जाती है और प्रवेश करती है ज्यामितीय छाया का क्षेत्र।

मान लीजिए, उदाहरण के लिए, एक समतल तरंग एक अपेक्षाकृत संकीर्ण झिरी वाली स्क्रीन पर आपतित होती है (चित्र 1)। स्लॉट से बाहर निकलने पर एक अपसारी तरंग उत्पन्न होती है, और स्लॉट की चौड़ाई में कमी के साथ यह विचलन बढ़ता है।

सामान्य तौर पर, विवर्तन घटनाएं जितनी अधिक स्पष्ट रूप से व्यक्त की जाती हैं, बाधा उतनी ही छोटी होती है। विवर्तन सबसे महत्वपूर्ण तब होता है जब बाधा का आकार तरंग दैर्ध्य के क्रम से या उससे कम होता है। यह वह स्थिति है जिसे अंजीर में स्लॉट की चौड़ाई से संतुष्ट होना चाहिए। एक।

विवर्तन, हस्तक्षेप की तरह, सभी प्रकार की तरंगों की विशेषता है - यांत्रिक और विद्युत चुम्बकीय। दृश्यमान प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगों का एक विशेष मामला है; इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि कोई भी देख सकता है
प्रकाश विवर्तन।

तो, अंजीर में। 2 0.2 मिमी के व्यास के साथ एक छोटे से छेद के माध्यम से एक लेजर बीम के पारित होने के परिणामस्वरूप प्राप्त विवर्तन पैटर्न को दर्शाता है।

जैसा कि अपेक्षित था, हम देखते हैं, केंद्रीय उज्ज्वल स्थान; मौके से बहुत दूर एक अंधेरा क्षेत्र है - एक ज्यामितीय छाया। लेकिन केंद्रीय स्थान के आसपास - प्रकाश और छाया के बीच एक स्पष्ट सीमा के बजाय! - बारी-बारी से लाइट और डार्क रिंग हैं। केंद्र से दूर, हल्के छल्ले कम चमकीले हो जाते हैं; वे धीरे-धीरे छाया क्षेत्र में गायब हो जाते हैं।

हस्तक्षेप की तरह लगता है, है ना? वह यही है; ये वलय व्यतिकरण मैक्सिमा और मिनिमा हैं। यहां किस तरह की लहरें हस्तक्षेप कर रही हैं? हम जल्द ही इस मुद्दे से निपटेंगे, और साथ ही यह पता लगाएंगे कि विवर्तन क्यों देखा जाता है।

लेकिन इससे पहले, प्रकाश के व्यतिकरण पर सबसे पहले शास्त्रीय प्रयोग - यंग के प्रयोग का उल्लेख करना असंभव नहीं है, जिसमें विवर्तन की घटना का महत्वपूर्ण रूप से उपयोग किया गया था।

यंग का अनुभव।

प्रकाश व्यतिकरण वाले प्रत्येक प्रयोग में दो सुसंगत प्रकाश तरंगों को प्राप्त करने का कोई न कोई तरीका होता है। फ्रेस्नेल दर्पणों के प्रयोग में, जैसा कि आपको याद है, सुसंगत स्रोत दोनों दर्पणों में प्राप्त एक ही स्रोत के दो प्रतिबिम्ब थे।

सबसे सरल विचार जो सबसे पहले सामने आया वह निम्नलिखित था। चलो गत्ते के एक टुकड़े में दो छेद करते हैं और इसे सूरज की किरणों में उजागर करते हैं। ये छिद्र सुसंगत द्वितीयक प्रकाश स्रोत होंगे, क्योंकि केवल एक प्राथमिक स्रोत है - सूर्य। इसलिए, छेद से अलग होने वाले ओवरलैपिंग बीम के क्षेत्र में स्क्रीन पर, हमें हस्तक्षेप पैटर्न देखना चाहिए।

इस तरह का प्रयोग जंग से बहुत पहले इतालवी वैज्ञानिक फ्रांसेस्को ग्रिमाल्डी (जिन्होंने प्रकाश के विवर्तन की खोज की थी) द्वारा निर्धारित किया था। हालांकि, हस्तक्षेप नहीं देखा गया था। क्यों? यह प्रश्न बहुत सरल नहीं है, और इसका कारण यह है कि सूर्य एक बिंदु नहीं है, बल्कि प्रकाश का एक विस्तारित स्रोत है (सूर्य का कोणीय आकार 30 चाप मिनट है)। सौर डिस्क में कई बिंदु स्रोत होते हैं, जिनमें से प्रत्येक स्क्रीन पर अपना स्वयं का हस्तक्षेप पैटर्न देता है। आरोपित, ये अलग-अलग चित्र एक-दूसरे को "धुंधला" करते हैं, और परिणामस्वरूप, स्क्रीन पर बीम ओवरलैपिंग क्षेत्र की एक समान रोशनी प्राप्त होती है।

लेकिन अगर सूर्य अत्यधिक "बड़ा" है, तो कृत्रिम रूप से बनाना आवश्यक है सटीकमुख्य स्रोत। इस प्रयोजन के लिए, यंग के प्रयोग में एक छोटे से प्रारंभिक छिद्र का उपयोग किया गया था (चित्र 3)।

चावल। 3. जंग के प्रयोग की योजना

पहले छेद पर एक समतल तरंग आपतित होती है, और छेद के पीछे एक प्रकाश शंकु दिखाई देता है, जो विवर्तन के कारण फैलता है। यह अगले दो छिद्रों तक पहुँचता है, जो दो सुसंगत प्रकाश शंकुओं के स्रोत बन जाते हैं। अब - प्राथमिक स्रोत की बिंदु प्रकृति के कारण - अतिव्यापी शंकु के क्षेत्र में एक हस्तक्षेप पैटर्न देखा जाएगा!

थॉमस यंग ने इस प्रयोग को अंजाम दिया, इंटरफेरेंस फ्रिंज की चौड़ाई को मापा, एक सूत्र निकाला, और पहली बार इस फॉर्मूले का उपयोग करके दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य की गणना की। यही कारण है कि यह प्रयोग भौतिकी के इतिहास में सबसे प्रसिद्ध में से एक बन गया है।

हाइजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत।

आइए हम हाइजेन्स सिद्धांत के निर्माण को याद करें: तरंग प्रक्रिया में शामिल प्रत्येक बिंदु द्वितीयक गोलाकार तरंगों का स्रोत है; ये तरंगें किसी दिए गए बिंदु से, एक केंद्र से, सभी दिशाओं में फैलती हैं और एक-दूसरे को ओवरलैप करती हैं।

लेकिन एक स्वाभाविक प्रश्न उठता है: "अतिरंजित" का क्या अर्थ है?

ह्यूजेंस ने अपने सिद्धांत को मूल तरंग सतह के प्रत्येक बिंदु से विस्तार करने वाले क्षेत्रों के एक परिवार के एक लिफाफे के रूप में एक नई लहर सतह के निर्माण के विशुद्ध रूप से ज्यामितीय तरीके से कम कर दिया। माध्यमिक हाइजेन्स तरंगें गणितीय क्षेत्र हैं, वास्तविक तरंगें नहीं; उनका कुल प्रभाव केवल लिफाफे पर, यानी तरंग सतह की नई स्थिति पर प्रकट होता है।

इस रूप में, हाइजेन्स सिद्धांत ने इस प्रश्न का उत्तर नहीं दिया कि, तरंग प्रसार की प्रक्रिया में, विपरीत दिशा में यात्रा करने वाली लहर क्यों नहीं उत्पन्न होती है। विवर्तन घटनाएं भी अस्पष्ट रहीं।

ह्यूजेंस सिद्धांत का संशोधन केवल 137 साल बाद हुआ। ऑगस्टिन फ्रेस्नेल ने ह्यूजेन्स के सहायक ज्यामितीय क्षेत्रों को वास्तविक तरंगों से बदल दिया और सुझाव दिया कि ये तरंगें हस्तक्षेपसाथ में।

हाइजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत। तरंग सतह का प्रत्येक बिंदु द्वितीयक गोलाकार तरंगों के स्रोत के रूप में कार्य करता है। प्राथमिक स्रोत से उनकी उत्पत्ति की समानता के कारण ये सभी माध्यमिक तरंगें सुसंगत हैं (और, इसलिए, एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर सकती हैं); आसपास के अंतरिक्ष में तरंग प्रक्रिया माध्यमिक तरंगों के हस्तक्षेप का परिणाम है।

फ्रेस्नेल के विचार ने ह्यूजेंस के सिद्धांत को भौतिक अर्थ से भर दिया। माध्यमिक तरंगें, हस्तक्षेप करते हुए, "आगे" दिशा में अपनी तरंग सतहों के लिफाफे पर एक दूसरे को बढ़ाती हैं, जिससे आगे की लहर का प्रसार सुनिश्चित होता है। और "पिछड़े" दिशा में, वे मूल लहर के साथ हस्तक्षेप करते हैं, आपसी भिगोना मनाया जाता है, और रिवर्स तरंग नहीं होती है।

विशेष रूप से, प्रकाश का प्रसार होता है जहां द्वितीयक तरंगें परस्पर प्रबल होती हैं। और द्वितीयक तरंगों के कमजोर होने के स्थानों में, हम अंतरिक्ष के अंधेरे क्षेत्र देखेंगे।

ह्यूजेंस-फ्रेस्नेल सिद्धांत एक महत्वपूर्ण भौतिक विचार व्यक्त करता है: एक लहर, अपने स्रोत से दूर जा रही है, बाद में "अपना जीवन जीता है" और अब इस स्रोत पर निर्भर नहीं है। अंतरिक्ष के नए क्षेत्रों पर कब्जा करते हुए, लहर के गुजरने के साथ-साथ अंतरिक्ष में विभिन्न बिंदुओं पर उत्तेजित माध्यमिक तरंगों के हस्तक्षेप के कारण तरंग आगे और दूर तक फैलती है।

हाइजेन्स-फ्रेस्नेल सिद्धांत विवर्तन की घटना की व्याख्या कैसे करता है? उदाहरण के लिए, छेद में विवर्तन क्यों होता है? तथ्य यह है कि केवल एक छोटी चमकदार डिस्क घटना तरंग की अनंत सपाट तरंग सतह से स्क्रीन छेद को काटती है, और बाद के प्रकाश क्षेत्र को माध्यमिक स्रोतों से तरंगों के हस्तक्षेप के परिणामस्वरूप प्राप्त किया जाता है जो अब पूरे विमान पर नहीं हैं। , लेकिन केवल इस डिस्क पर। स्वाभाविक रूप से, नई तरंग सतहें अब समतल नहीं होंगी; किरणों का मार्ग मुड़ जाता है, और लहर अलग-अलग दिशाओं में फैलने लगती है, मूल के साथ मेल नहीं खाती। लहर छेद के किनारों के चारों ओर जाती है और ज्यामितीय छाया के क्षेत्र में प्रवेश करती है।

कट आउट लाइट डिस्क के विभिन्न बिंदुओं द्वारा उत्सर्जित माध्यमिक तरंगें एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करती हैं। हस्तक्षेप का परिणाम माध्यमिक तरंगों के चरण अंतर से निर्धारित होता है और बीम के विक्षेपण कोण पर निर्भर करता है। नतीजतन, हस्तक्षेप मैक्सिमा और मिनिमा का एक विकल्प है - जिसे हमने अंजीर में देखा। 2.

फ्रेस्नेल ने न केवल हाइजेंस सिद्धांत को माध्यमिक तरंगों के सुसंगतता और हस्तक्षेप के महत्वपूर्ण विचार के साथ पूरक किया, बल्कि तथाकथित के निर्माण के आधार पर विवर्तन समस्याओं को हल करने के लिए अपनी प्रसिद्ध विधि के साथ भी आया। फ़्रेज़नेल क्षेत्र. फ्रेस्नेल ज़ोन का अध्ययन स्कूल के पाठ्यक्रम में शामिल नहीं है - आप उनके बारे में पहले से ही विश्वविद्यालय के भौतिकी पाठ्यक्रम में सीखेंगे। यहां हम केवल यह उल्लेख करेंगे कि फ्रेस्नेल, अपने सिद्धांत के ढांचे के भीतर, ज्यामितीय प्रकाशिकी के हमारे पहले नियम - प्रकाश के रेक्टिलिनियर प्रसार के नियम की व्याख्या करने में कामयाब रहे।

डिफ़्रैक्शन ग्रेटिंग।

एक विवर्तन झंझरी एक ऑप्टिकल उपकरण है जो आपको वर्णक्रमीय घटकों में प्रकाश को विघटित करने और तरंग दैर्ध्य को मापने की अनुमति देता है। विवर्तन झंझरी पारदर्शी और परावर्तक हैं।

हम एक पारदर्शी विवर्तन झंझरी पर विचार करेंगे। इसमें बड़ी संख्या में चौड़ाई के अंतराल होते हैं जो चौड़ाई के अंतराल से अलग होते हैं (चित्र 4)। प्रकाश केवल दरारों से होकर गुजरता है; अंतराल प्रकाश के माध्यम से जाने नहीं देते। मात्रा को जालक काल कहते हैं।

चावल। 4. विवर्तन झंझरी

विवर्तन झंझरी एक तथाकथित विभाजन मशीन का उपयोग करके बनाई जाती है, जो कांच या पारदर्शी फिल्म की सतह को चिह्नित करती है। इस मामले में, स्ट्रोक अपारदर्शी अंतराल बन जाते हैं, और अछूते स्थान दरार के रूप में काम करते हैं। यदि, उदाहरण के लिए, एक विवर्तन झंझरी में प्रति मिलीमीटर 100 रेखाएँ होती हैं, तो ऐसी झंझरी की अवधि होगी: d= 0.01 मिमी = 10 µm।

सबसे पहले, हम देखेंगे कि मोनोक्रोमैटिक प्रकाश कैसे झंझरी से होकर गुजरता है, अर्थात प्रकाश एक कड़ाई से परिभाषित तरंग दैर्ध्य के साथ। मोनोक्रोमैटिक प्रकाश का एक उत्कृष्ट उदाहरण लगभग 0.65 माइक्रोन की तरंग दैर्ध्य के साथ एक लेज़र पॉइंटर का बीम है)।

अंजीर पर। 5 हम मानक सेट के विवर्तन झंझरी में से एक पर ऐसी बीम घटना देखते हैं। झंझरी झिल्लियों को लंबवत रूप से व्यवस्थित किया जाता है, और स्क्रीन पर झंझरी के पीछे आवधिक ऊर्ध्वाधर धारियां देखी जाती हैं।

जैसा कि आप पहले ही समझ चुके हैं, यह एक व्यतिकरण पैटर्न है। विवर्तन झंझरी घटना तरंग को कई सुसंगत बीमों में विभाजित करती है जो सभी दिशाओं में फैलती हैं और एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करती हैं। इसलिए, स्क्रीन पर हम मैक्सिमा और मिनिमा ऑफ इंटरफेरेंस का एक विकल्प देखते हैं - लाइट और डार्क बैंड।

विवर्तन झंझरी का सिद्धांत बहुत जटिल है और इसकी संपूर्णता में स्कूली पाठ्यक्रम के दायरे से बहुत दूर है। आपको केवल एक सूत्र से संबंधित सबसे प्राथमिक बातें ही जाननी चाहिए; यह सूत्र विवर्तन झंझरी के पीछे स्क्रीन रोशनी मैक्सिमा की स्थिति का वर्णन करता है।

तो, एक समतल मोनोक्रोमैटिक तरंग को आवर्त के साथ विवर्तन झंझरी पर गिरने दें (चित्र 6)। तरंगदैर्घ्य है।

चावल। 6. एक झंझरी द्वारा विवर्तन

हस्तक्षेप पैटर्न की अधिक स्पष्टता के लिए, आप लेंस को झंझरी और स्क्रीन के बीच रख सकते हैं, और स्क्रीन को लेंस के फोकल तल में रख सकते हैं। फिर विभिन्न झिल्लियों से समानांतर में आने वाली द्वितीयक तरंगें स्क्रीन के एक बिंदु (लेंस के पार्श्व फोकस) पर एकत्रित होंगी। यदि स्क्रीन काफी दूर स्थित है, तो लेंस की कोई विशेष आवश्यकता नहीं है - अलग-अलग झिल्लियों से स्क्रीन पर दिए गए बिंदु पर आने वाली किरणें वैसे भी लगभग एक दूसरे के समानांतर होंगी।

कोण से विचलित होने वाली माध्यमिक तरंगों पर विचार करें आसन्न स्लॉट से आने वाली दो तरंगों के बीच पथ अंतर कर्ण के साथ एक समकोण त्रिभुज के छोटे पैर के बराबर है; या, समान रूप से, यह पथ अंतर त्रिभुज के पैर के बराबर है। लेकिन कोण कोण के बराबर होता है, क्योंकि ये परस्पर लंबवत भुजाओं वाले न्यून कोण होते हैं। इसलिए, हमारे पथ अंतर है।

जब पथ अंतर तरंग दैर्ध्य की पूर्णांक संख्या के बराबर होता है तो हस्तक्षेप मैक्सिमा मनाया जाता है:

(1)

जब यह स्थिति पूरी हो जाती है, तो अलग-अलग स्लॉट से एक बिंदु पर आने वाली सभी तरंगें चरण में जुड़ जाएंगी और एक-दूसरे को सुदृढ़ करेंगी। इस मामले में, लेंस एक अतिरिक्त पथ अंतर का परिचय नहीं देता है - इस तथ्य के बावजूद कि विभिन्न किरणें अलग-अलग तरीकों से लेंस से गुजरती हैं। ऐसा क्यों है? हम इस मुद्दे में नहीं जाएंगे, क्योंकि इसकी चर्चा भौतिकी में यूएसई के दायरे से बाहर है।

फॉर्मूला (1) आपको उन कोणों को खोजने की अनुमति देता है जो मैक्सिमा की दिशा निर्दिष्ट करते हैं:

. (2)

जब हम इसे प्राप्त करते हैं केंद्रीय अधिकतम, या शून्य आदेश अधिकतम। विचलन के बिना यात्रा करने वाली सभी माध्यमिक तरंगों का पथ अंतर शून्य के बराबर होता है, और केंद्रीय अधिकतम में वे शून्य चरण बदलाव के साथ जुड़ जाते हैं। केंद्रीय अधिकतम विवर्तन पैटर्न का केंद्र है, अधिकतम का सबसे चमकीला। केंद्रीय अधिकतम के संबंध में स्क्रीन पर विवर्तन पैटर्न सममित है।

जब हमें कोण मिलता है:

यह कोण के लिए दिशा निर्धारित करता है पहला आदेश मैक्सिमा. उनमें से दो हैं, और वे केंद्रीय अधिकतम के संबंध में सममित रूप से स्थित हैं। प्रथम-क्रम मैक्सिमा में चमक केंद्रीय अधिकतम की तुलना में कुछ कम है।

इसी तरह, क्योंकि हमारे पास कोण है:

वह निर्देश देता है दूसरा क्रम मैक्सिमा. उनमें से दो भी हैं, और वे केंद्रीय अधिकतम के संबंध में सममित रूप से स्थित हैं। दूसरे क्रम के मैक्सिमा में चमक पहले क्रम के मैक्सिमा की तुलना में कुछ कम है।

पहले दो आदेशों के अधिकतम के लिए दिशाओं का एक अनुमानित पैटर्न अंजीर में दिखाया गया है। 7.

चावल। 7. पहले दो आदेशों का मैक्सिमा

सामान्य तौर पर, दो सममित मैक्सिमा कवें क्रम कोण द्वारा निर्धारित होते हैं:

. (3)

जब छोटा होता है, तो संबंधित कोण आमतौर पर छोटे होते हैं। उदाहरण के लिए, µm और µm पर, प्रथम-क्रम मैक्सिमा एक कोण पर स्थित होते हैं। मैक्सिमा की चमक क- क्रम बढ़ने के साथ धीरे-धीरे घटता है क. कितने अधिकतम देखे जा सकते हैं? सूत्र (2) का उपयोग करके इस प्रश्न का उत्तर देना आसान है। आखिरकार, ज्या एक से अधिक नहीं हो सकती है, इसलिए:

ऊपर दिए गए समान संख्यात्मक डेटा का उपयोग करते हुए, हम प्राप्त करते हैं: . इसलिए, इस जाली के लिए अधिकतम का उच्चतम संभव क्रम 15 है।

अंजीर को फिर से देखें। 5. हम स्क्रीन पर 11 मैक्सिमम देखते हैं। यह केंद्रीय अधिकतम है, साथ ही पहले, दूसरे, तीसरे, चौथे और पांचवें क्रम के दो मैक्सिमा भी हैं।

एक अज्ञात तरंग दैर्ध्य को मापने के लिए एक विवर्तन झंझरी का उपयोग किया जा सकता है। हम झंझरी पर प्रकाश की किरण को निर्देशित करते हैं (जिस अवधि को हम जानते हैं), कोण को पहले के अधिकतम तक मापें
क्रम में, हम सूत्र (1) का उपयोग करते हैं और प्राप्त करते हैं:

एक वर्णक्रमीय उपकरण के रूप में विवर्तन झंझरी।

ऊपर, हमने मोनोक्रोमैटिक प्रकाश के विवर्तन पर विचार किया, जो एक लेजर बीम है। अक्सर व्यवहार गैर मोनोक्रोमैटिकविकिरण। यह विभिन्न मोनोक्रोमैटिक तरंगों का मिश्रण है जो बनाते हैं श्रेणीयह विकिरण। उदाहरण के लिए, सफेद प्रकाश लाल से बैंगनी तक, संपूर्ण दृश्य सीमा में तरंग दैर्ध्य का मिश्रण है।

ऑप्टिकल डिवाइस को कहा जाता है स्पेक्ट्रल, अगर यह प्रकाश को मोनोक्रोमैटिक घटकों में विघटित करने की अनुमति देता है और इस तरह विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना की जांच करता है। सबसे सरल वर्णक्रमीय उपकरण जिसके बारे में आप अच्छी तरह से जानते हैं वह एक कांच का प्रिज्म है। विवर्तन झंझरी भी वर्णक्रमीय उपकरणों में से है।

मान लें कि श्वेत प्रकाश विवर्तन झंझरी पर आपतित होता है। आइए सूत्र (2) पर वापस जाएं और सोचें कि इससे क्या निष्कर्ष निकाले जा सकते हैं।

केंद्रीय अधिकतम () की स्थिति तरंग दैर्ध्य पर निर्भर नहीं करती है। विवर्तन पैटर्न के केंद्र में शून्य पथ अंतर के साथ अभिसरण होगा सबसफेद प्रकाश के मोनोक्रोमैटिक घटक। इसलिए, केंद्रीय अधिकतम में, हम एक चमकदार सफेद पट्टी देखेंगे।

लेकिन कोटि के मैक्सिमा की स्थिति तरंगदैर्घ्य द्वारा निर्धारित की जाती है। जितना छोटा होगा, दिए गए के लिए कोण उतना ही छोटा होगा। इसलिए, अधिकतम कवें क्रम में, मोनोक्रोमैटिक तरंगों को अंतरिक्ष में अलग किया जाता है: बैंगनी बैंड केंद्रीय अधिकतम के सबसे करीब होगा, और लाल सबसे दूर होगा।

इसलिए, प्रत्येक क्रम में, श्वेत प्रकाश एक झंझरी द्वारा एक स्पेक्ट्रम में विघटित हो जाता है।
सभी मोनोक्रोमैटिक घटकों का प्रथम-क्रम मैक्सिमा एक प्रथम-क्रम स्पेक्ट्रम बनाता है; फिर दूसरे, तीसरे और इसी तरह के आदेशों का स्पेक्ट्रा आता है। प्रत्येक क्रम के वर्णक्रम में एक रंगीन पट्टी का रूप होता है, जिसमें इंद्रधनुष के सभी रंग मौजूद होते हैं - बैंगनी से लाल तक।

श्वेत प्रकाश का विवर्तन चित्र में दिखाया गया है। आठ । हम केंद्रीय अधिकतम में एक सफेद बैंड देखते हैं, और पक्षों पर - पहले क्रम के दो स्पेक्ट्रा। जैसे-जैसे विक्षेपण कोण बढ़ता है, बैंड का रंग बैंगनी से लाल रंग में बदल जाता है।

लेकिन एक विवर्तन झंझरी न केवल स्पेक्ट्रा का निरीक्षण करना संभव बनाता है, अर्थात, विकिरण की वर्णक्रमीय संरचना का गुणात्मक विश्लेषण करने के लिए। विवर्तन झंझरी का सबसे महत्वपूर्ण लाभ मात्रात्मक विश्लेषण की संभावना है - जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, हम इसका उपयोग कर सकते हैं मापने के लिएतरंग दैर्ध्य। इस मामले में, माप प्रक्रिया बहुत सरल है: वास्तव में, यह दिशा कोण को अधिकतम तक मापने के लिए नीचे आता है।

प्रकृति में पाए जाने वाले विवर्तन झंझरी के प्राकृतिक उदाहरण हैं पक्षी के पंख, तितली के पंख और समुद्र के खोल की मदर-ऑफ-पर्ल सतह। यदि आप सूरज की रोशनी में झांकते हैं, तो आप पलकों के चारों ओर इंद्रधनुषीपन देख सकते हैं। इस मामले में हमारी पलकें अंजीर में एक पारदर्शी विवर्तन झंझरी की तरह काम करती हैं। 6, और कॉर्निया और लेंस की ऑप्टिकल प्रणाली एक लेंस के रूप में कार्य करती है।

विवर्तन झंझरी द्वारा दिया गया श्वेत प्रकाश का वर्णक्रमीय अपघटन, एक साधारण सीडी (चित्र 9) को देखकर सबसे आसान है। यह पता चला है कि डिस्क की सतह पर पटरियां एक परावर्तक विवर्तन झंझरी बनाती हैं!