Salinan

1Universitas Pedagogi Negeri Yaroslavl dinamai demikian. K.D. Pekerjaan Laboratorium Ushinsky 8 Penentuan parameter kisi difraksi Rowland Yaroslavl 010

2 Daftar Isi 1. Soal-soal persiapan kerja Pengenalan teori Difraksi celah Interferensi dari banyak celah Kisi sebagai alat spektral Uraian pemasangan Tata cara pelaksanaan pekerjaan Tugas Tugas Tugas Tugas Tes Tugas

3 1. Soal persiapan kerja Pekerjaan laboratorium 8. Penentuan parameter kisi difraksi Rowland Tujuan pekerjaan : pengenalan prinsip pengoperasian dan penentuan parameter kisi difraksi reflektif, pengukuran panjang gelombang cahaya menggunakan ini kisi. Instrumen dan aksesoris: kisi difraksi logam, lampu merkuri-kuarsa, mesin yang dirancang khusus. Sastra: 1. Landsberg G.S. Optik, M. Science, 1976. Savelyev I.V. Mata kuliah Fisika, vol.3, 1971 1. Soal persiapan kerja 1. Difraksi Fraunhofer dengan celah. Desain, prinsip pengoperasian dan parameter kisi difraksi. Jaringan Rowland. 3. Grid itu seperti peralatan spektral. Dispersi dan resolusi kisi difraksi.. Pengenalan teoritis Kisi difraksi adalah kumpulan sejumlah besar celah paralel sempit, yang berjarak berdekatan pada jarak yang sama satu sama lain. Celah tersebut dapat diaplikasikan pada layar buram atau, sebaliknya, alur buram diterapkan pada pelat transparan (kaca). Tindakan kisi ini didasarkan pada fenomena difraksi oleh sebuah celah dan interferensi dari banyak celah. Sebelum memperjelas efek kisi secara keseluruhan, mari kita bahas difraksi pada celah tunggal. 3

4.1. Difraksi oleh celah Misalkan gelombang monokromatik bidang datang pada layar yang memiliki celah sempit yang panjangnya tak terhingga. Pada Gambar 1 FF 1 adalah proyeksi layar dengan celah AB pada bidang gambar. Lebar celah (b) adalah urutan panjang gelombang cahaya. Celah AB memotong bagian depan gelombang cahaya datang. Semua titik depan ini berosilasi dalam fase yang sama dan, berdasarkan prinsip Huygens-Fresnel, merupakan sumber gelombang sekunder. b F A B F 1 L F A ϕ C B F 1 L O 1 O Gambar..1 E O 1 Gambar.. Gelombang sekunder merambat ke segala arah dari (0) hingga (± π) ke arah rambat gelombang (Gbr..1). Jika lensa diletakkan di belakang celah, maka semua sinar yang sejajar lensa akan berkumpul pada satu titik pada bidang fokus lensa. Pada titik ini, interferensi gelombang sekunder teramati. Hasil interferensi bergantung pada jumlah setengah panjang gelombang yang sesuai dengan perbedaan jalur antara berkas-berkas yang bersesuaian. Mari kita perhatikan sinar yang merambat pada sudut tertentu ϕ terhadap arah datangnya gelombang cahaya (Gbr..). BC = δ selisih lintasan antara sinar-sinar terluar. Mari kita bagi AB menjadi zona Fresnel (zona Fresnel dalam hal ini adalah sistem bidang sejajar yang tegak lurus bidang gambar dan dibangun sedemikian rupa sehingga jarak dari tepi setiap zona ke titik O 1 berbeda). Jika δ mengandung setengah panjang gelombang genap, maka pada titik O 1 akan terjadi redaman cahaya min. Jika ganjil, maka penguatan cahayanya adalah 4 E

5. Pengenalan teoritis maks. Oleh karena itu, dengan δ = ±m min dengan δ = ±(m + 1) max dimana m = 0; 1; ;... Karena δ = b sin ϕ (lihat gambar..), maka kondisi ini dapat ditulis dalam bentuk berikut: b sin ϕ = ±m b sin ϕ = ±(m + 1) min (.1) max (. ) Gambar 3 menunjukkan distribusi intensitas cahaya selama difraksi oleh suatu celah tergantung pada sudutnya. Dapat dihitung dengan rumus: I ϕ = I o sin (π b sin ϕ) (π b sin ϕ) dimana I o adalah intensitas di tengah pola difraksi; Saya ϕ intensitas pada titik yang ditentukan oleh nilai. I ϕ 3 b b b 0 b b 3 b sin ϕ Gambar..3.. Interferensi dari banyak celah Perhatikan beberapa celah sejajar dengan lebar yang sama (b), terletak pada jarak (a) satu sama lain (kisi difraksi) (lihat Gambar. .4 ). 5

6 a d b δ 1 ϕ L O Gambar 4 Pola difraksi dari celah, seperti pada kasus sebelumnya, akan diamati pada bidang fokus lensa (L). Namun fenomena ini diperumit oleh kenyataan bahwa selain difraksi dari setiap celah, penambahan getaran cahaya juga terjadi pada berkas yang sampai pada bidang fokus lensa dari celah individu, yaitu. terjadi interferensi pada banyak berkas. Jika jumlah celahnya N, maka N berkas saling berinterferensi. Beda jalur dari dua celah yang berdekatan sama dengan δ 1 = (b+a) sin ϕ atau δ 1 = d sin ϕ, dimana d = a + b disebut konstanta kisi. Perbedaan jalur ini berhubungan dengan perbedaan fasa yang sama ψ = π δ1 antara balok-balok yang berdekatan. Akibat interferensi pada bidang fokus lensa, diperoleh osilasi dengan amplitudo tertentu, yang bergantung pada perbedaan fasa. Jika ψ = mπ (yang sesuai dengan perbedaan jalur δ 1 = m), maka amplitudo osilasi bertambah dan intensitas cahaya mencapai maksimum. Maksimum ini disebut yang utama karena mereka memiliki intensitas yang signifikan dan posisinya tidak bergantung pada jumlah celah. Jika ψ = m () π N (atau δ1 = m N), maka cahaya minimum terbentuk pada arah ini. Oleh karena itu, dengan interferensi N 6 E

7. Pengenalan teoritis sinar dengan amplitudo yang sama menimbulkan sejumlah maksimum utama, ditentukan oleh kondisi: d sinϕ = ±m (.3) di mana m = 0;1;;... dan minimum tambahan, ditentukan oleh kondisi: d sinϕ = ±m N (.4) dimana m = 1;;3;... kecuali m = 0;N;N;..., karena dalam hal ini kondisi (.4) berubah menjadi kondisi (.3) maxima utama. Dari kondisi (.4) dan (.3) terlihat jelas bahwa di antara dua maxima utama terdapat (N 1) minimum tambahan, di antaranya masing-masing terdapat (N) maxima sekunder, yang ditentukan oleh kondisi: d sinϕ = ±(m + 1) N ( .5) I ϕ N = sinϕ N = 3 sinϕ N = 4 sinϕ Gambar..5. (tanpa memperhitungkan difraksi pada satu celah) Dengan bertambahnya jumlah celah, jumlah minimum tambahan bertambah, dan maksimum utama menjadi lebih sempit dan terang. Pada Gambar.5 diberikan 7

8 distribusi intensitas selama interferensi beberapa berkas (celah). Jadi, di bawah aksi banyak celah kita mempunyai arah yang ditentukan oleh kondisi: b sinϕ = ±m min dari setiap celah, b sinϕ = ±(m + 1) max dari setiap celah, d sinϕ = ±m hasil maksimal utama d sinϕ = ± m N d sinϕ = ±(m + 1) N interferensi banyak berkas, minimum tambahan, maksimum sekunder. Saat mengamati gambar yang diberikan oleh kisi difraksi, kita hanya melihat dengan jelas maxima utama, dipisahkan oleh interval yang hampir gelap, karena maxima sekunder sangat lemah, intensitas yang terkuat tidak lebih dari 5% dari maxima utama. Distribusi intensitas antar individu maxima utama tidak sama. Hal ini bergantung pada distribusi intensitas difraksi celah dan perbandingan antara (b) dan (d). Dalam kasus dimana (b) dan (d) sepadan, beberapa maxima utama hilang, karena Arah ini sesuai dengan minimum difraksi. Jadi, pada d = b, semua maksima genap hilang, yang menyebabkan peningkatan maksima ganjil. Pada d = 3b, setiap maksimum ketiga menghilang. Fenomena yang dijelaskan diilustrasikan pada Gambar 6. Distribusi intensitas tergantung pada sudut dapat dihitung dengan menggunakan rumus: I ϕ solve. = I o sin (πbsin ϕ) sin (Nπdsin ϕ) (πbsin ϕ) sin (πbsin ϕ) dimana I o adalah intensitas yang diciptakan oleh satu celah di tengah gambar. 8

9. Pengenalan teori I 1 (ϕ) Pola difraksi pada satu celah, N = 1 b b sinϕ I (ϕ x) Pola interferensi, N = 4 ()()() 3 d d d d d 3 d sinϕ I(ϕ) Pola sebaran intensitas total untuk celah tersebut kisi N = 5 dan d b = 4 d Gambar 6 sinϕ 9

10 3. Kisi sebagai perangkat spektral Dengan bertambahnya jumlah celah, intensitas maksimum utama meningkat, karena jumlah cahaya yang ditransmisikan oleh kisi meningkat. Namun perubahan paling signifikan yang disebabkan oleh banyaknya gap adalah transformasi dari maxima utama yang menyebar menjadi maxima yang tajam dan sempit. Ketajaman maxima memungkinkan untuk membedakan panjang gelombang yang dekat, yang digambarkan sebagai garis-garis terang yang terpisah dan tidak akan saling tumpang tindih, seperti halnya maxima samar-samar yang diperoleh dengan satu atau sejumlah kecil celah. Kisi difraksi, seperti perangkat spektral lainnya, dicirikan oleh dispersi dan resolusi. Jarak sudut antara dua garis yang panjang gelombangnya berbeda sebesar 1 Å diambil sebagai ukuran dispersi. Jika dua garis yang panjangnya berbeda δ berhubungan dengan perbedaan sudut yang sama dengan δϕ, maka ukuran dispersinya adalah persamaan: D = δϕ δ = m dcos ϕ (3.6) Resolusi kisi dicirikan oleh kemampuan untuk membedakan adanya dua gelombang yang berdekatan (menyelesaikan dua panjang gelombang) . Mari kita nyatakan dengan interval minimum antara dua gelombang yang dapat diselesaikan dengan kisi difraksi tertentu. Ukuran resolusi kisi biasanya dianggap sebagai rasio panjang gelombang di sekitar tempat pengukuran dilakukan terhadap interval minimum yang ditentukan, yaitu. SEBUAH =. Perhitungannya menghasilkan: A = = mn, (3.7) dengan m adalah orde spektrum, N adalah jumlah celah kisi. Resolusi tinggi dan dispersi kisi difraksi dicapai karena nilai N yang besar dan d yang kecil (periode kisi). Kisi Rowland memiliki parameter berikut. Kisi Rowland adalah cermin logam cekung yang diberi alur (guratan). Ini secara bersamaan dapat bertindak sebagai kisi dan lensa pengumpul, memungkinkan 10

11 4. Deskripsi instalasi untuk mendapatkan pola difraksi langsung pada layar. 4. Deskripsi instalasi A D 1 ϕ R 4 3 B l E C Gambar. 4.1 Pengaturan pengukuran pada Gambar. 4.1 terdiri dari rel yang dipasang secara kaku (AB dan BC), di mana rel DE dapat meluncur bebas. Kisi Rowland (1) dipasang pada salah satu ujung rel. Kisi-kisi dipasang sedemikian rupa sehingga bidangnya tegak lurus terhadap rel DE. Sumber cahayanya adalah celah (4), disinari oleh lampu merkuri-kuarsa (3). Ketika kisi disinari sepanjang arah AB, spektrum dengan orde berbeda dapat diamati. Jarak celah ke garis spektrum merkuri yang diteliti dicatat pada skala yang ditandai pada tongkat BC dengan menggunakan teleskop (). 5. Perintah kerja Tugas 1. Biasakan diri Anda dengan deskripsi pekerjaan dan desain optik perangkat. sebelas

12 Tugas. Tentukan konstanta kisi Rowland. Konstanta kisi ditentukan dari kondisi maksimum utama: d = m sin ϕ. Dari diagram instalasi Gambar. 4.1: sinϕ = l R, dimana l adalah jarak celah ke posisi garis spektrum pada bangku (BC), R adalah panjang tongkat (DE). Rumus kerja akhir adalah: d = m R l (5.8) Konstanta ditentukan untuk tiga garis dalam spektrum air raksa: Kecerahan Garis Å Ungu-biru Hijau Kuning 1 (paling mendekati hijau) Panjang gelombang ditunjukkan dengan akurasi lebih besar dibandingkan anggota lainnya dari rumus (5.8 ), sehingga kita dapat berasumsi bahwa = konstanta. Panjang rel (DE) R = (150 ± 5) mm. Ambil koefisien reliabilitas = 3. 1 Tugas harus diselesaikan dengan urutan sebagai berikut: 1) menyalakan lampu merkuri-kuarsa dan menghangatkannya selama 5 menit, lalu memeriksa apakah celahnya cukup terang;) menggerakkan DE rel sepanjang rel, carilah dengan menggunakan spotting scope garis hijau spektrum orde pertama, m = 1 (sisi kiri bangku BC), jika garisnya lebar, kurangi lebar celahnya dan lakukan pembacaan (l). Tabung tersebut kemudian dipindahkan ke garis ungu-biru (di sebelah kiri garis hijau di sepanjang bangku BC);

13 5. Perintah kerja 3) melakukan pengukuran yang sama untuk garis-garis yang sama pada spektrum orde kedua, m = (sisi kanan bangku BC); pengukuran untuk m > tidak dilakukan karena Rel BC tidak cukup panjang untuk ini. Dalam karya ini, kita dapat membatasi diri pada pengukuran tunggal, karena kesalahan relatif dalam menentukan (R) secara signifikan melebihi kesalahan relatif dalam menentukan l (δ l = 0,5 mm pada α = 3). Hasil akhirnya ditentukan untuk semua garis dengan akurasi yang kira-kira sama, sehingga akhirnya dapat dirata-ratakan pada semua garis yang diukur. Kesalahan dalam menentukan konstanta kisi Rowland ditentukan dengan rumus: δd = d R δ R, (5.9) δ R = 5 mm standar kesalahan dalam menentukan panjang tongkat (DE). Lebih mudah untuk memasukkan data eksperimen ke dalam tabel dengan bentuk berikut: Tabel 1 m, Å l (mm) d(mm) d rata-rata Kuning Kuning. Tugas 3. Tentukan panjang gelombang salah satu garis kuning. Dengan menggunakan hasil yang diperoleh dalam tugas, tentukan panjang gelombang garis kuning kedua: Жii = d Жi l Жii mr (5.10) 13

14 dimana d dan konstanta kisi diperoleh dalam tugas. Nilai zii untuk kedua orde (m = 1 dan m =) sama akuratnya, yaitu ditentukan oleh simpangan baku δ d dan δ R, sehingga dapat dirata-ratakan. Kesalahan ditentukan dengan rumus: Жii = (жii d rata-rata. Hasil akhir ditulis dalam bentuk :) () δd + Жii δr R. (5.11) Жii = (жiiср ± Жii)Å, dengan α = 3. Tugas 4. Menentukan dispersi sudut kisi Rowland. Untuk menentukan dispersi sudut kisi difraksi, Anda perlu mengukur jarak sudut antara dua garis spektrum yang berdekatan. Lebih mudah menggunakan garis merkuri kuning untuk ini. diberikan dalam teks tugas. zii ambil dari tugas 3. D = δ ϕ δ ϕ zhi ϕ zhii zhi zii. (5.1) Dispersi sudut untuk kedua orde (m = 1 dan m =) harus ditentukan. Bandingkan nilai yang diperoleh satu sama lain dan dengan nilai yang diperoleh dengan menggunakan rumus: D = m d av cos (5.13) Sesuai instruksi guru, evaluasi kesalahan ekspresi (5.1) dan (5.13). Tugas 5. Hitung nilai teoritis resolusi kisi difraksi Rowland. dimana N adalah jumlah garis kisi. A = mn (5.14) 14

15 6. Soal tes Nilai N ditentukan berdasarkan panjang kisi (L = 9 ± 0,1 mm) pada α = 3 dan nilai konstanta kisi (lihat tugas). Lakukan perhitungan untuk kedua orde (m = 1 dan m =). Perkirakan besarnya kesalahan untuk ekspresi (5.14). 6. Soal tes 1. Mengapa ukuran celah harus sepadan dengan panjang gelombang? Mengapa orde nol maksimum ketika kisi disinari dengan cahaya putih berwarna putih, dan sisanya berwarna-warni? 3. Bagaimana pengaruh periode kisi terhadap pola difraksi? 4. Tunjukkan bahwa kesalahan acak dapat diabaikan saat menentukan periode. 15

Universitas Teknologi dan Manajemen Negeri Siberia Timur Jurusan Fisika Difraksi cahaya Kuliah 4.2 Difraksi cahaya sekumpulan fenomena yang diamati selama rambat cahaya dalam medium dengan

Pusat pendidikan dan ilmiah khusus - fakultas Universitas Negeri Moskow. M.V. Lomonosov, Sekolah dinamai A.N. Kolmogorov Departemen Fisika Workshop fisika umum Pekerjaan laboratorium Mengukur panjang gelombang cahaya dalam benda padat

PEKERJAAN LABORATORIUM 8 - MEMPELAJARI GRATING DIFRAKSI Tujuan pekerjaan : mempelajari difraksi cahaya pada kisi difraksi satu dimensi dan menentukan sifat-sifatnya: periode kisi difraksi, dispersi sudut.

Difraksi cahaya Kuliah 4.2. Difraksi cahaya Difraksi adalah sekumpulan fenomena yang diamati selama rambat cahaya dalam suatu medium dengan ketidakhomogenan yang tajam (tepi layar, lubang kecil) dan berhubungan dengan penyimpangan

Pekerjaan Laboratorium 3 Menentukan panjang gelombang cahaya dengan menggunakan kisi difraksi TUJUAN PEKERJAAN Mengenal kisi difraksi transparan, menentukan panjang gelombang spektrum suatu sumber cahaya (lampu

3 Tujuan pekerjaan: mengenal kisi difraksi reflektif. Tugas: menentukan, dengan menggunakan kisi difraksi dan goniometer, panjang gelombang garis spektral lampu merkuri dan dispersi sudut Instrumen

PEKERJAAN LABORATORIUM 48 STUDI DIFRAKSI CAHAYA PADA GRATING DIFRAKSI Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari difraksi cahaya pada kisi difraksi satu dimensi, menentukan panjang gelombang radiasi laser semikonduktor.

Kementerian Pendidikan Republik Belarus Institusi Pendidikan "Universitas Informatika dan Elektronik Radio Negeri Belarusia" KERJA LABORATORIUM Departemen Fisika.7 STUDI DIFRAKSI FRAUNHOFER

Pekerjaan Laboratorium 0 STUDI GRATING DIFRASI Instrumen dan kelengkapannya : Spektrometer, iluminator, kisi difraksi dengan periode 0,0 mm. Pendahuluan Difraksi adalah sekumpulan fenomena yang diamati

PEKERJAAN LABORATORIUM 6 (8) MEMPELAJARI GRATING DIFRAKSI TRANSPARAN Tujuan pekerjaan : Mengenal kisi difraksi transparan, menentukan panjang gelombang warna merah dan hijau, menentukan dispersi

Universitas Pedagogis Negeri Yaroslavl dinamai demikian. K. D. Ushinsky Pekerjaan laboratorium 3 Penentuan panjang gelombang cahaya menggunakan biprisma Fresnel Yaroslavl 2009 Daftar Isi 1. Soal persiapan

PEKERJAAN LABORATORIUM 47 STUDI DIFRAKSI SINAR PARALEL (DIFRAKSI FRAUNHOFER) Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mengamati pola difraksi pada saat difraksi pada berkas sejajar pada satu dan dua celah; definisi

Pekerjaan Laboratorium 3 PENENTUAN PANJANG GELOMBANG MENGGUNAKAN GRATING DIFRAKSI Tujuan pekerjaan : Mempelajari kisi difraksi sebagai perangkat spektral. Dalam proses kerjanya perlu: 1) mencari panjang gelombang spektral

Laporan Laboratorium Jurusan Fisika Perguruan Tinggi Negeri “UNVERSITAS TEKNIK NASIONAL DONETSK” 83 PENENTUAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA MENGGUNAKAN GRATING DIFRAKSI

Pekerjaan laboratorium 20 Penentuan panjang gelombang garis spektrum radiasi menggunakan kisi difraksi Tujuan pekerjaan: pengenalan kisi difraksi transparan; menentukan panjang gelombang spektrum sumber

Pekerjaan Laboratorium 3.06 MENENTUKAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA MENGGUNAKAN GRATING DIFRAKSI N.A. Ekonomov, Kozis E.V. Tujuan pekerjaan: mempelajari fenomena difraksi gelombang cahaya pada kisi difraksi. Latihan:

Pekerjaan Laboratorium 3.05 DIFRAKSI FRAUNHOFER PADA CELAH DAN GRATING DIFRAKSI M.V. Kozintseva, T.Yu. Lyubeznova, A.M. Bishaev Tujuan pekerjaan: mempelajari ciri-ciri difraksi Fraunhofer gelombang cahaya

Pedoman pelaksanaan pekerjaan laboratorium 3..3 MEMPELAJARI DIFRAKSI DARI CELAH PADA SINAR LASER Stepanova L.F. Optik gelombang: Pedoman pelaksanaan pekerjaan laboratorium dalam fisika / L.F.

Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia Universitas Negeri Tomsk Sistem Kontrol dan Radioelektronik (TUSUR) Jurusan Fisika STUDI DIFRAKSI RADIASI LASER PADA DUA DIMENSI

Pekerjaan Laboratorium 6 STUDI KURSI DIFRAKSI Difraksi cahaya adalah suatu fenomena yang terdiri dari penyimpangan arah rambat gelombang cahaya dari arah yang ditentukan oleh optik geometris.

Laporan Laboratorium Jurusan Fisika Perguruan Tinggi Negeri “UNVERSITAS TEKNIK NASIONAL DONETSK” 84 PENENTUAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA MENGGUNAKAN GRATING DIFRAKSI

Pekerjaan laboratorium.4 Mempelajari difraksi cahaya Tujuan pekerjaan: Mempelajari difraksi cahaya pada sinar sejajar. Permasalahan terselesaikan selama proses kerja :) Mendapatkan pola difraksi dari suatu difraksi

Pekerjaan 3 DIFRAKSI CAHAYA Tujuan pekerjaan : mengamati fenomena difraksi cahaya dari kisi difraksi pada berkas laser dan sumber cahaya putih; mengukur panjang gelombang radiasi laser. Pengantar homogen

Pekerjaan laboratorium 3.15. GRATING DIFRAKSI SEBAGAI PERANGKAT SPEKRAL A.I. Bugrova Tujuan pekerjaan: Penentuan eksperimental periode dan dispersi sudut kisi difraksi sebagai perangkat spektral.

Pekerjaan Laboratorium 3.07 GRATING DIFRAKSI SEBAGAI PERANGKAT SPEKRAL N.A. Ekonomov, A.M. Popov. Tujuan pekerjaan: penentuan eksperimental dispersi sudut kisi difraksi dan perhitungan maksimumnya

Perhitungan dan tugas grafis dikhususkan untuk bagian optik gelombang difraksi. Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mempelajari difraksi dengan kisi difraksi. Teori singkat tentang fenomena difraksi. Difraksi merupakan fenomena yang melekat

Interferensi Difraksi Optik gelombang Hukum dasar optik Hukum perambatan cahaya bujursangkar Cahaya dalam medium homogen optik merambat lurus Hukum kemandirian berkas cahaya

Difraksi cahaya Difraksi adalah penyimpangan rambat gelombang dari hukum optik geometri di dekat rintangan (gelombang yang membelok di sekitar rintangan). DAERAH Difraksi BAYANGAN GEOMETRIS

UNIVERSITAS TEKNIK NEGARA MOSKOW "MAMI" KERJA LABORATORIUM Jurusan Fisika 3.05 Kajian difraksi Fraunhofer dari celah tunggal Moskow 2008 1 KERJA LABORATORIUM 3.05 Kajian difraksi

Pekerjaan laboratorium Studi difraksi pada berkas radiasi laser paralel. Tujuan pekerjaan: pengenalan difraksi cahaya pada kisi difraksi satu dimensi dan penentuan panjang gelombang radiasi laser;

PEKERJAAN LABORATORIUM 5 PENENTUAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA MENGGUNAKAN BIPRISMA FRESNEL Tujuan dan isi pekerjaan Tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mengenal fenomena interferensi cahaya. Isi karya terdiri dari

4.. Optik gelombang Hukum dan rumus dasar Indeks bias mutlak suatu medium transparan homogen n = c / υ, dimana c adalah cepat rambat cahaya dalam ruang hampa, dan υ adalah cepat rambat cahaya dalam suatu medium, yang besarnya bergantung

Difraksi Difraksi. Prinsip Huygens-Fresnel. Metode zona Fresnel. Difraksi oleh lubang bundar dan piringan. Difraksi celah. Kisi difraksi. Difraksi sinar-X oleh kristal. Permisif

Universitas Pedagogis Negeri Yaroslavl dinamai demikian. K.D.Laboratorium Optik Ushinsky V.K. Pekerjaan Laboratorium Mukhin 6 Difraksi Fresnel pada lubang bundar Yaroslavl 013 Daftar Isi Sastra :...

Optik Instrumen spektral optik gelombang. Kisi difraksi Cahaya tampak terdiri dari gelombang monokromatik dengan panjang gelombang berbeda. Dalam radiasi dari benda yang dipanaskan (filamen lampu pijar)

Pekerjaan laboratorium 5a Menentukan panjang gelombang cahaya menggunakan kisi difraksi. Tujuan pekerjaan: mempelajari fenomena difraksi cahaya dan menggunakan fenomena tersebut untuk menentukan panjang gelombang cahaya.

Pekerjaan 25a MEMPELAJARI FENOMENA AKIBAT DIFRAKSI Tujuan pekerjaan : mengamati difraksi cahaya pada kisi difraksi, menentukan periode kisi difraksi dan daerah transmisi filter cahaya Peralatan :

Contoh penyelesaian masalah Contoh Cahaya yang panjang gelombangnya datang secara normal pada celah persegi panjang yang lebarnya b Tentukan distribusi sudut intensitas cahaya pada difraksi Fraunhofer dan juga posisi sudutnya

PEKERJAAN LABORATORIUM 272 MENENTUKAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA MONOKROMATIK MENGGUNAKAN GRATING DIFRAKSI 1. Tujuan pekerjaan : menentukan panjang gelombang sinar laser dengan menggunakan kisi difraksi. 2. Teoritis

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN ILMU PENGETAHUAN FEDERASI RUSIA Institusi pendidikan anggaran negara federal untuk pendidikan profesional tinggi "ARSITEKTUR DAN KONSTRUKSI NEGARA TYUMEN

Kementerian Pendidikan Federasi Rusia Universitas Politeknik Tomsk Departemen Fisika Teoritis dan Eksperimental “SETUJU” Dekan UNMF I.P. Pedoman DIFRAKSI Chernov 00

Kisi difraksi. Ujian. Maksima difraksi utama kisi. Kisi difraksi dapat beroperasi pada cahaya yang dipantulkan dan cahaya yang ditransmisikan. Mari kita pertimbangkan kisi transmisi.

MSTU mereka. NE. Bauman, Departemen Fisika A.S. Chuev, Yu.V. KERJA LABORATORIUM KOMPUTER Gerasimov O-84 MEMPELAJARI FENOMENA INTERFERENSI DAN DIFRAKSI DENGAN CONTOH GRATING DIFRAKSI Tujuan pekerjaan : pendahuluan

FISIKA, bagian 3 TUGAS INDIVIDU 1-4 Opsi 1 1. Seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm biasanya mengenai celah yang lebarnya 0,1 mm. Pola difraksi diamati pada layar yang terletak

DAN TENTANG. Zaplatina Yu.L. Chepelev PENENTUAN PANJANG GELOMBANG RADIASI POINTER LASER DENGAN METODE DIFRAKSI Ekaterinburg 2013 KEMENTERIAN PENDIDIKAN RUSIA FEDERAL GBOU HPE “UNVERSITAS KEHUTANAN NEGARA URAL”

0050. Difraksi radiasi laser Tujuan pekerjaan: Penentuan lebar celah dan konstanta kisi difraksi dari pola difraksi pada layar observasi Peralatan yang diperlukan: Kompleks pelatihan modular

3. DIFRAKSI CAHAYA Difraksi adalah sekumpulan fenomena yang diamati selama rambat cahaya dalam suatu medium yang mempunyai ketidakhomogenan yang tajam dan berhubungan dengan penyimpangan dari hukum optik geometri. Difraksi,

BADAN FEDERAL UNTUK PENDIDIKAN LEMBAGA PENDIDIKAN NEGARA PENDIDIKAN PROFESIONAL TINGGI UNIVERSITAS DESAIN DAN TEKNOLOGI NEGARA MOSKOW NOVOSIBIRSK TEKNOLOGI

PEKERJAAN 3 Difraksi celah ganda dan beberapa celah Tujuan pekerjaan: Saat mempelajari difraksi dua celah, selidiki ketergantungan distribusi intensitas gelombang sekunder pada layar pada lebar celah dan

PEKERJAAN LABORATORIUM 3.3 MENENTUKAN PANJANG GELOMBANG CAHAYA MENGGUNAKAN GRATING DIFRAKSI 1. Tujuan Pekerjaan Tujuan dari pekerjaan ini adalah mempelajari fenomena difraksi cahaya dengan menggunakan contoh kisi difraksi dan

1 Topik: Sifat gelombang cahaya: difraksi Difraksi adalah fenomena pembelokan gelombang di sekitar rintangan yang ditemui di jalurnya, atau dalam arti yang lebih luas, setiap penyimpangan dalam rambat gelombang dekat

Pekerjaan 5. KAJIAN DIFRAKSI CAHAYA PADA CELAH TUNGGAL DAN Kisi DIFRAKSI Tujuan pekerjaan: 1) mengamati pola difraksi Fraunhofer dari celah tunggal dan kisi difraksi pada cahaya monokromatik;

Masalahnya memerlukan estimasi kesalahan! 1 Pendahuluan Dalam optik, difraksi adalah fenomena yang memanifestasikan dirinya sebagai penyimpangan perilaku radiasi cahaya dari hukum optik geometris. Hal ini dimungkinkan berkat

Sifat gelombang cahaya Sifat cahaya bersifat ganda (dualistik). Ini berarti bahwa cahaya memanifestasikan dirinya sebagai gelombang elektromagnetik dan aliran partikel foton. Energi foton ε: dimana h adalah konstanta Planck,

PRAKTIKUM KAJIAN OPTIK FISIK GRATING DIFRAKSI FASE Deskripsi pekerjaan laboratorium 5.2 optik fisika Novosibirsk 1998 2 KEMENTERIAN JENDERAL DAN PENDIDIKAN PROFESIONAL RUSIA

PEKERJAAN LABORATORIUM 5. MENENTUKAN RADIUS KEKURVATUR LENSA DENGAN CINCIN NEWTON. Tujuan dan isi karya Tujuan dari karya ini adalah untuk mengenal fenomena interferensi pada lapisan tipis. Isi karyanya adalah

3 Tujuan pekerjaan: mempelajari pengaruh lebar celah sempit terhadap munculnya pola difraksi jika diamati pada sinar laser. Tugas: mengkalibrasi celah dengan lebar yang dapat disesuaikan menggunakan posisi minimum difraksi

Pekerjaan laboratorium 5 Difraksi sinar laser oleh kisi difraksi. Penentuan parameter berbagai kisi difraksi. Kisi difraksi dapat disebut periodik atau mendekati

Soal tes 1 “Optik” 1. Sebutkan hukum pemantulan cahaya. Bagaimana cara memperoleh bayangan pada cermin datar pada prinsipnya? 2. Sebutkan hukum pembiasan cahaya. 3. Bagaimana menjelaskan fakta pembiasan cahaya?

Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia Institusi Pendidikan Anggaran Negara Federal Pendidikan Profesional Tinggi "Universitas Negeri Pasifik"

16. Prinsip Huygens-Fresnel Dari optik geometri diketahui bahwa gelombang merambat dalam ruang secara bujursangkar. Jika ditemui hambatan pada jalur gelombang, maka dibelakang hambatan tersebut a

Difraksi cahaya 1. Prinsip Huygens Fresnel. Metode zona Fresnel. 2. Difraksi lubang bulat, piringan (difraksi Fresnel). 3. Difraksi sinar sejajar (difraksi Fraunhofer): a) difraksi celah

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN PENGETAHUAN FEDERASI RUSIA UNIVERSITAS ARSITEKTUR DAN TEKNIK NEGARA KAZAN Jurusan Fisika PETUNJUK METODOLOGI PEKERJAAN LABORATORIUM FISIKA bagi mahasiswa

Pekerjaan laboratorium 43 b Studi difraksi cahaya pada kisi difraksi Pekerjaan laboratorium dikembangkan oleh guru-guru Departemen Fisika Universitas Negeri Moskow berikut ini: - mahasiswa pascasarjana Usatov I.I., profesor madya. Tsargorodtsev Yu.P.

KULIAH 12 DIFRAKSI CAHAYA Fenomena difraksi cahaya. Prinsip Huygens Fresnel Zona Fresnel. Difraksi fresnel melalui lubang melingkar. Difraksi Fraunhofer dengan celah 1. Fenomena difraksi gelombang Difraksi (dari lat.

Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia Universitas Negeri Tomsk Sistem Kontrol dan Radioelektronik (TUSUR) Departemen Fisika STUDI INTERFERENSI RADIASI LASER Manajemen

Studi difraksi cahaya Lipovskaya M.Yu., Yashin Yu.P. Perkenalan. Cahaya dapat memanifestasikan dirinya sebagai gelombang atau aliran partikel, yang disebut dualitas gelombang partikel. Interferensi dan

Interferensi gelombang cahaya Interferensi terjadi ketika gelombang yang diciptakan oleh dua atau lebih sumber berosilasi pada frekuensi yang sama dan beberapa perbedaan fasa konstan ditumpangkan

Pekerjaan laboratorium 5. Difraksi sinar laser oleh kisi difraksi. Penentuan parameter berbagai kisi difraksi. Η I.Eskin, I.S. Deskripsi Petrukhin dan metodologi untuk melakukan eksperimen telah disiapkan

Kementerian Pendidikan dan Ilmu Pengetahuan Federasi Rusia Badan Federal untuk Pendidikan Universitas Negeri Minyak dan Gas Rusia dinamai menurut namanya. MEREKA. Gubkin Departemen Fisika http://physics.gubkin.ru PEKERJAAN LABORATORIUM

GRATING DIFRAKSI- optik elemen yang merupakan kumpulan sejumlah besar guratan dengan jarak teratur (alur, celah, tonjolan) yang diterapkan dengan satu atau lain cara pada lensa optik datar atau cekung. permukaan. D.r. digunakan dalam instrumen spektral sebagai sistem pendispersi untuk dekomposisi spasial el-magn. ke dalam spektrum. Bagian depan gelombang cahaya yang datang pada laser dipecah oleh garis-garisnya menjadi berkas-berkas terpisah, yang, setelah melewati garis-garis tersebut, berinterferensi (lihat Gambar. Interferensi cahaya), membentuk distribusi spasial intensitas cahaya yang dihasilkan - spektrum emisi.

Ada D. r. yang reflektif dan transparan. Yang pertama, guratan diterapkan pada permukaan cermin (logam), dan pola interferensi yang dihasilkan terbentuk dalam cahaya yang dipantulkan dari kisi. Yang kedua, sapuan diterapkan pada permukaan transparan (kaca), dan. gambar terbentuk dalam cahaya yang ditransmisikan.

Jika guratan diterapkan pada permukaan datar, maka D. r. ditelepon datar, jika cekung - cekung. Instrumen spektral modern menggunakan D. r., Ch. arr. reflektif.

Reflektif datar D. R., diproduksi menggunakan khusus mesin pemisah dengan pemotong berlian memiliki guratan lurus, sejajar dan berjarak sama dengan bentuk yang sama, ujung-ujungnya ditentukan oleh profil ujung tombak pemotong berlian. D.r. mewakili periodik struktur dengan pos. jarak D di antara guratan (Gbr. 1), yang disebut. periode D.r. Ada amplitudo dan fase D. r. Untuk yang pertama, koefisiennya berubah secara berkala. refleksi atau transmisi, yang menyebabkan perubahan amplitudo gelombang cahaya yang datang (seperti kisi-kisi celah pada layar buram). Pada fase D.r. sentuhan khusus diberikan. suatu bentuk yang secara berkala mengubah fase gelombang cahaya.

Beras. 1. Skema struktur periodik satu dimensi dari kisi difraksi datar (sangat diperbesar): d - periode kisi; W adalah panjang bagian kisi yang berulir.

Beras. 2. Diagram yang menggambarkan prinsip pengoperasian kisi difraksi: A- fase reflektif, B- slot amplitudo.

Beras. 3. Fungsi interferensi kisi difraksi.

Jika di flat D.r. seberkas cahaya sejajar jatuh, yang sumbunya terletak pada bidang yang tegak lurus terhadap garis-garis kisi, maka seperti yang ditunjukkan oleh perhitungan, hasilnya adalah hasil interferensi berkas-berkas koheren dari semua N guratan kisi, distribusi intensitas cahaya spasial (di sudut) (dalam bidang yang sama) dapat direpresentasikan sebagai produk dari dua fungsi: . Fungsi J g ditentukan oleh difraksi cahaya pada bagian tersebut. pukulan, fungsi JN disebabkan oleh gangguan N balok koheren yang berasal dari guratan kisi-kisi, dan dihubungkan dengan periodik. struktur D.r. Fungsi JN untuk panjang gelombang tertentu ditentukan oleh periode kisi D, jumlah total garis kisi N dan sudut yang dibentuk oleh sinar datang (sudut) dan sinar difraksi (sudut) dengan garis normal terhadap kisi (Gbr. 2), tetapi tidak bergantung pada bentuk garisnya. Bentuknya , di mana , - antara balok-balok paralel koheren yang membentuk sudut dari garis-garis D.R. yang berdekatan: =AB+AC(lihat Gambar 2, A- untuk fase reflektif D. r., 2, B- untuk kisi slot amplitudo). Fungsi JN- berkala berfungsi dengan hl intens yang tajam. maxima dan maxima sekunder kecil (Gbr. 3, A). Antara tetangga ch. terletak pada titik maksimal N-2 maxima sekunder dan N-1 minimum, dimana intensitasnya nol. Ketentuan Bab. maxima ditentukan dari kondisi atau , Di mana M=0, 1, 2, ... - bilangan bulat. Di mana

yaitu bab. maxima terbentuk dalam arah ketika perbedaan jalur antara sinar koheren yang berdekatan sama dengan bilangan bulat panjang gelombang. Intensitas semua maxima utama adalah sama dan setara , intensitas maksimum sekundernya kecil dan tidak melebihi dari .

Hubungan tersebut, yang disebut persamaan kisi, menunjukkan bahwa untuk sudut datang tertentu, arah ke maksimum utama bergantung pada panjang gelombang, yaitu. ; oleh karena itu, D.r. secara spasial (di sudut) menguraikan radiasi. panjang gelombang. Jika difraksi. Ketika radiasi yang datang dari kisi diarahkan ke lensa, sebuah spektrum terbentuk pada bidang fokusnya. Dalam hal ini, beberapa terbentuk secara bersamaan. spektrum pada setiap nilai bilangan, dan nilai T menentukan urutan spektrum. Pada M=0 (spektrum orde nol), spektrum tidak terbentuk, karena kondisi terpenuhi untuk semua panjang gelombang (maksima utama untuk semua panjang gelombang bertepatan). Dari kondisi terakhir di t=0 itu juga mengikuti itu , yaitu arah ke maksimum orde nol ditentukan oleh pantulan cermin dari bidang kisi (Gbr. 4); berkas datang dan berkas difraksi berorde nol terletak simetris terhadap garis normal kisi. Di kedua sisi arah maksimum orde nol terdapat maxima dan spektrum M=1, M=2 dan seterusnya.

Fungsi kedua J g, yang mempengaruhi distribusi intensitas yang dihasilkan dalam spektrum, disebabkan oleh difraksi cahaya pada bagian tersebut. stroke; itu tergantung pada jumlahnya , dan juga pada bentuk guratan – profilnya. Perhitungan dengan mempertimbangkan Prinsip Huygens-Fresnel, memberi untuk fungsinya J g ekspresi

dimana amplitudo gelombang datang, - ; , , X Dan pada- Koordinat titik pada profil guratan. Integrasi dilakukan pada profil stroke. Untuk kasus khusus amplitudo datar D. r., terdiri dari celah sempit pada layar buram (Gbr. 2, B)atau garis reflektif sempit pada bidang, di mana , A- lebar celah (atau garis reflektif), dan mewakili difraksi. distribusi intensitas selama difraksi Fraunhofer dengan lebar celah A(cm. Difraksi cahaya). Penampilannya ditunjukkan pada Gambar. 3(b). Arah ke tengah ch. difraksi fungsi maksimal J g ditentukan dari kondisi tersebut kamu=0 atau , dari mana, yaitu arah ini ditentukan oleh pantulan cermin dari bidang d.r., dan, oleh karena itu, arah ke pusat difraksi. maksimum bertepatan dengan arah ke urutan spektrum nol - akromatik. Oleh karena itu, maks. nilai produk dari kedua fungsi, dan oleh karena itu maks. intensitasnya akan berada pada spektrum orde nol. Intensitas dalam spektrum ordo lain ( M 0) akan lebih kecil dari intensitas dalam urutan nol (yang secara skematis digambarkan pada Gambar 3, V). Hal ini merugikan bila menggunakan amplitudo D. r. dalam instrumen spektral, karena sebagian besar energi cahaya yang datang pada laser diarahkan ke spektrum orde nol, di mana tidak ada dekomposisi spektral, sedangkan intensitas spektrum orde lain dan bahkan orde pertama rendah.

Jika guratan D. r. memberikan bentuk segitiga yang asimetris, maka kisi fasa tersebut mempunyai fungsi J g juga memiliki difraksi. distribusi, tetapi dengan argumen Dan, tergantung pada sudut kemiringannya tepi guratan (Gbr. 2, A). Dalam hal ini, arah ke pusat difraksi Maksimumnya ditentukan oleh pantulan spekuler sinar datang bukan dari bidang dr., melainkan dari tepi guratan. Dengan mengubah sudut kemiringan tepi guratan, Anda dapat menyelaraskan pusat pola difraksi. fungsi maksimal J g dengan gangguan apa pun ch. fungsi maksimal JN ada pesanan M 0, biasanya M=1 (Gbr. 3, G) atau M=2. Syarat kombinasi tersebut adalah sudut dan sekaligus harus memenuhi hubungan dan . Dalam kondisi ini, spektrum suatu tatanan tertentu T 0 akan memiliki maks. intensitas, dan rasio yang ditunjukkan memungkinkan kita menentukan nilai yang diperlukan untuk nilai tertentu. Fase D.r. dengan profil garis segitiga, memusatkan sebagian besar (hingga 80%) fluks cahaya yang datang pada kisi ke dalam spektrum orde bukan nol, disebut. eselon. Sudut di mana konsentrasi tertentu dari fluks cahaya datang ke dalam spektrum terjadi disebut. sudut kecerahan D. r.

Dasar spektroskopi karakteristik D. r. - dispersi sudut, resolusi dan luas dispersi - hanya ditentukan oleh sifat-sifat fungsinya JN. berhubungan dengan periodik struktur garis D., dan tidak bergantung pada bentuk guratan.

Sudut dispersi, yang mencirikan derajat pemisahan spasial (sudut) sinar dengan panjang gelombang berbeda, untuk D. r. diperoleh dengan membedakan; kemudian , dari situlah ketika bekerja dalam urutan spektrum tertentu T besarnya semakin besar semakin kecil periode kisi. Selain itu, nilainya meningkat seiring dengan bertambahnya sudut difraksi. Namun, dalam kasus kisi amplitudo, peningkatan sudut menyebabkan penurunan intensitas spektrum. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk membuat profil garis sedemikian rupa sehingga konsentrasi energi dalam spektrum akan terjadi pada sudut j yang besar, dan oleh karena itu dimungkinkan untuk membuat perangkat spektral aperture tinggi dengan sudut yang besar. penyebaran.

Resolusi teoritis D. r. , di mana - min. perbedaan panjang gelombang dua monokromatik garis-garis yang intensitasnya sama, yang masih dapat dibedakan dalam spektrumnya. Seperti perangkat spektral lainnya, R D.r. ditentukan oleh lebar spektral fungsi perangkat keras, dipotong dalam kasus D. r. adalah maksimum utama dari fungsi tersebut JN. Setelah menentukan lebar spektral dari maksimum ini, kita dapat memperoleh ekspresi untuk R dalam bentuk dimana W=Nd- panjang penuh bagian D. r. (Gbr. 1). Dari ungkapan untuk R maka pada sudut tertentu nilainya R dapat ditingkatkan hanya dengan meningkatkan ukuran D. r. W. Besarnya R meningkat dengan meningkatnya sudut difraksi, tetapi lebih lambat dari peningkatan. Ekspresi untuk A juga dapat direpresentasikan sebagai , Di mana - lebar penuh difraksi paralel. sinar datang dari D. r. pada suatu sudut.

Daerah dispersi D. r. adalah nilai interval spektral, yang spektrumnya memiliki orde tertentu T tidak tumpang tindih dengan spektrum ordo tetangga dan, oleh karena itu, terdapat hubungan yang jelas antara sudut difraksi. ditentukan dari kondisi dimana . Untuk M=1, yaitu daerah dispersi mencakup interval satu oktaf, misalnya. seluruh wilayah spektrum yang terlihat dari 800 hingga 400 nm. Ekspresi for juga dapat direpresentasikan dalam bentuk , yang berarti semakin kecil nilainya, semakin besar D, dan bergantung pada sudutnya, menurun (berbeda dengan dan R) dengan meningkatnya .

Dari ekspresi untuk dan relasinya dapat diperoleh. Untuk D.r. perbedaan di antara keduanya sangat besar, karena D. r. jumlah pukulan total N Besar ( T~ 10 5 dan lebih banyak lagi).

Cekung D. r. Di cekung D. r. guratan diterapkan pada permukaan cermin cekung (biasanya bulat). Kisi-kisi tersebut berfungsi sebagai sistem pendispersi dan pemfokusan, yaitu tidak memerlukan penggunaan lensa atau cermin kolimator masukan dan keluaran dalam instrumen spektral, tidak seperti kisi-kisi datar. Dalam hal ini, sumber cahaya (celah masuk S 1) dan spektrum tersebut ternyata terletak pada lingkaran yang bersinggungan dengan kisi pada titik puncaknya, diameter lingkaran sama dengan jari-jari kelengkungan R bulat permukaan D.r. (Gbr. 5). Lingkaran ini disebut sekitar Rowland. Dalam kasus D. r. dari sumber cahaya (celah), seberkas cahaya divergen jatuh pada kisi, dan setelah difraksi pada garis-garis dan interferensi berkas-berkas koheren, timbullah gelombang cahaya yang menyatu pada lingkaran Rowland, di mana interferensi berada. maxima, yaitu spektrum. Sudut-sudut yang dibentuk oleh sinar aksial sinar datang dan sinar difraksi dengan sumbu bola dihubungkan oleh relasi . Beberapa juga terbentuk di sini. spektrum berbeda. ordo yang terletak pada lingkaran Rowland yang merupakan garis dispersi. Karena persamaan kisi untuk D. r. sama dengan datar, maka ekspresi untuk spektroskopi. karakteristik - ang. wilayah dispersi, resolusi dan dispersi - ternyata sama untuk kedua jenis kisi. Ekspresi dispersi linier kisi-kisi ini berbeda (lihat. Perangkat spektral).

Beras. 5. Skema pembentukan spektrum dengan kisi difraksi cekung pada lingkaran Rowland.

Radiator cekung, tidak seperti radiator datar, memilikinya astigmatisme, yang diwujudkan dalam kenyataan bahwa setiap titik sumber (celah) diwakili oleh kisi-kisi yang tidak berbentuk titik, melainkan berupa ruas yang tegak lurus lingkaran Rowland (ke garis dispersi), yaitu, diarahkan sepanjang garis spektral, yang mengarah ke . penurunan intensitas spektrum. Kehadiran astigmatisme juga mencegah penggunaan dekomposisi. fotometrik perangkat. Astigmatisme dapat dihilangkan jika guratan diterapkan pada asferis, misalnya. permukaan cekung toroidal atau dipotong menjadi kisi-kisi tidak dengan jarak yang sama, tetapi dengan jarak antar guratan yang bervariasi menurut hukum tertentu. Tetapi produksi kisi-kisi semacam itu menghadapi kesulitan besar; kisi-kisi tersebut belum digunakan secara luas.

Topografi D. R. Pada tahun 1970-an Metode holografik baru untuk pembuatan DR datar dan cekung dikembangkan, dan pada metode tersebut, astigmatisme dapat dihilangkan. daerah spektrum. Dalam metode ini, bola datar atau cekung. substrat dilapisi dengan lapisan khusus. bahan fotosensitif - fotoresist, diterangi oleh dua berkas radiasi laser yang koheren (dengan panjang gelombang) pada daerah perpotongan yang membentuk interferensi stasioner. pola dengan distribusi intensitas kosinus (lihat. Interferensi cahaya), mengganti material photoresist sesuai dengan perubahan intensitas pada gambar. Setelah pemrosesan yang tepat pada lapisan photoresist yang terbuka dan penerapan lapisan reflektif padanya, gambar holografik diperoleh. fase mencerminkan. kisi dengan bentuk garis kosinus, yaitu bukan eselet dan oleh karena itu memiliki rasio bukaan yang lebih rendah. Jika iluminasi dihasilkan oleh sinar paralel yang membentuk sudut satu sama lain (Gbr. 6), dan substratnya datar, maka diperoleh gambar holografik yang datar dan berjarak sama. D.r. dengan periode, dengan bola substrat - holografik cekung. D. r., sifat-sifatnya setara dengan kisi cekung berulir konvensional. Saat menyala, berbentuk bulat. substrat dengan dua sinar divergen dari sumber yang terletak pada lingkaran Rowland, diperoleh hasil holografik. D.r. dengan guratan lengkung dan tidak berjarak sama, ujung-ujungnya bebas dari astigmatisme yang artinya. daerah spektrum.

Kisi difraksi

Kisi difraksi reflektif yang sangat besar.

Kisi difraksi- perangkat optik yang beroperasi berdasarkan prinsip difraksi cahaya, adalah kumpulan sejumlah besar goresan (celah, tonjolan) dengan jarak teratur yang diterapkan pada permukaan tertentu. Deskripsi pertama tentang fenomena tersebut dibuat oleh James Gregory, yang menggunakan bulu burung sebagai kisi-kisi.

Jenis kisi-kisi

• Reflektif: Goresan diterapkan pada permukaan cermin (logam), dan pengamatan dilakukan pada cahaya yang dipantulkan
• Transparan: Goresan diterapkan pada permukaan transparan (atau dipotong dalam bentuk celah pada layar buram), pengamatan dilakukan dalam cahaya yang ditransmisikan.

Deskripsi fenomena tersebut

Seperti inilah penampakan cahaya dari senter pijar ketika melewati kisi difraksi transparan. Nol maksimum ( M=0) sesuai dengan cahaya yang melewati kisi tanpa penyimpangan. Karena dispersi kisi pada bagian pertama ( M=±1) secara maksimal, seseorang dapat mengamati penguraian cahaya menjadi suatu spektrum. Sudut defleksi meningkat seiring dengan panjang gelombang (dari ungu ke merah)

Bagian depan gelombang cahaya dibagi oleh kisi-kisi menjadi berkas cahaya koheren yang terpisah. Berkas-berkas ini mengalami difraksi oleh garis-garis dan saling berinterferensi. Karena setiap panjang gelombang memiliki sudut difraksinya sendiri, cahaya putih terurai menjadi suatu spektrum.

Rumus

Jarak yang dilalui garis-garis pada kisi disebut periode kisi difraksi. Ditunjuk melalui surat D.

Jika jumlah pukulan diketahui ( N), per 1 mm kisi, maka periode kisi dicari dengan rumus: 0,001 / N

Rumus kisi difraksi:

D- periode kisi, α - sudut maksimum warna tertentu, k- urutan maksimum, λ - panjang gelombang.

Karakteristik

Salah satu ciri kisi difraksi adalah dispersi sudut. Mari kita asumsikan bahwa suatu orde maksimum diamati pada sudut φ untuk panjang gelombang λ dan pada sudut φ+Δφ untuk panjang gelombang λ+Δλ. Dispersi sudut kisi disebut rasio D=Δφ/Δλ. Ekspresi D dapat diperoleh dengan membedakan rumus kisi difraksi

Jadi, dispersi sudut meningkat seiring dengan berkurangnya periode kisi D dan meningkatkan tatanan spektrum k.

Manufaktur

Kisi-kisi yang baik memerlukan ketelitian pembuatan yang sangat tinggi. Jika setidaknya salah satu dari banyak slot ditempatkan dengan kesalahan, kisi-kisinya akan rusak. Mesin untuk membuat kisi-kisi dibangun dengan kuat dan dalam pada fondasi khusus. Sebelum memulai produksi kisi-kisi yang sebenarnya, mesin bekerja selama 5-20 jam dengan kecepatan idle untuk menstabilkan semua komponennya. Pemotongan kisi-kisi berlangsung hingga 7 hari, meskipun waktu pukulannya 2-3 detik.

Aplikasi

Kisi difraksi digunakan dalam instrumen spektral, juga sebagai sensor optik perpindahan linier dan sudut (mengukur kisi difraksi), polarizer dan filter radiasi infra merah, pemisah berkas dalam interferometer dan apa yang disebut kacamata “anti-silau”.

literatur

• Sivukhin D.V. Kursus fisika umum. - Edisi ke-3, stereotip. - M.: Fizmatlit, MIPT, 2002. - T.IV. Optik. - 792 hal. - ISBN 5-9221-0228-1
• Tarasov K.I., Perangkat spektral, 1968

Lihat juga

• Optik Fourier

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa itu "Kisi difraksi" di kamus lain:

Instrumen optik; sekumpulan sejumlah besar celah paralel pada layar buram atau strip cermin reflektif (garis), dengan jarak yang sama satu sama lain, di mana terjadi difraksi cahaya. Kisi difraksi terurai... ... Kamus Ensiklopedis Besar

GRATING DIFRAKSI, pelat yang diberi garis sejajar pada jarak yang sama satu sama lain (hingga 1500 per 1 mm), yang berfungsi untuk memperoleh SPECTRA selama DIFRAKSI cahaya. Kisi-kisi transmisi transparan dan dilapisi... ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis

kisi difraksi- Permukaan cermin dengan garis paralel mikroskopis diterapkan padanya, perangkat yang memisahkan (seperti prisma) cahaya yang datang ke dalamnya menjadi warna komponen spektrum tampak. Topik teknologi informasi di...

kisi difraksi- difrakcinė gardelė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Optinis periodinės sandaros įtaisas difrakciniams spektrams gauti. atitikmenys: bahasa inggris. kisi difraksi vok. Beugungsgitter, n; Pengaduk difraksi, dan rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Perangkat optik, kumpulan sejumlah besar celah paralel pada layar buram atau guratan cermin reflektif (strip), dengan jarak yang sama satu sama lain, tempat terjadinya difraksi cahaya. D.R. menguraikan cahaya yang jatuh padanya menjadi... ... Kamus Astronomi

kisi difraksi (dalam jalur komunikasi optik)- kisi difraksi Elemen optik dengan struktur periodik yang memantulkan (atau mentransmisikan) cahaya pada satu atau lebih sudut berbeda, bergantung pada panjang gelombang. Dasarnya terdiri dari perubahan indikator yang berulang secara berkala... ... Panduan Penerjemah Teknis

kisi difraksi spektral cekung- Kisi difraksi spektral dibuat pada permukaan optik cekung. Catatan Kisi difraksi spektral cekung tersedia dalam tipe bola dan asferis. [GOST 27176 86] Topik: optik, instrumen optik dan pengukuran... Panduan Penerjemah Teknis

kisi difraksi spektral hologram- Kisi difraksi spektral, dibuat dengan merekam pola interferensi dari dua atau lebih sinar koheren pada bahan peka radiasi. [GOST 27176 86] Topik: optik, instrumen optik dan pengukuran... Panduan Penerjemah Teknis

kisi difraksi spektral berulir- Kisi difraksi spektral dibuat dengan menerapkan coretan pada mesin pemisah. [GOST 27176 86] Topik: optik, instrumen optik dan pengukuran... Panduan Penerjemah Teknis

kisi difraksi spektral reflektif- Kisi difraksi spektral, yang menjalankan fungsi elemen pendispersi dalam radiasi optik yang dipantulkan darinya. [GOST 27176 86] Topik: optik, instrumen optik dan pengukuran... Panduan Penerjemah Teknis

Buku

• Seperangkat tabel. Optik geometri dan gelombang (18 tabel), Album pembelajaran 12 lembar. Artikel - 5-8670-018. Prinsip Huygens. Refleksi gelombang. Bayangan suatu benda pada cermin datar. Pembiasan cahaya. Refleksi internal total. Varians… Kategori:

Konsep dan karakteristik dasar perangkat spektral.
Distribusi iluminasi pada gambar celah
Kisi difraksi Instrumen spektral menggunakan kisi difraksi untuk menguraikan cahaya secara spasial menjadi spektrum. Kisi difraksi adalah elemen optik yang terdiri dari sejumlah besar garis dengan jarak teratur yang diterapkan pada permukaan datar atau cekung. Kisi-kisi bisa transparan atau reflektif. Selain itu, perbedaan dibuat antara kisi-kisi difraksi amplitudo dan fase. Untuk yang pertama, koefisien refleksi berubah secara berkala, yang menyebabkan perubahan amplitudo gelombang datang. Pada kisi difraksi fase, alur diberi bentuk khusus, yang secara berkala mengubah fase gelombang cahaya. Yang paling banyak digunakan adalah kisi difraksi fase reflektif datar dengan profil alur segitiga - echelette. Persamaan kisi Bagian depan gelombang cahaya yang datang pada kisi difraksi dipisahkan oleh alurnya menjadi berkas koheren yang terpisah. Sinar koheren, setelah mengalami difraksi oleh garis-garis, berinterferensi, membentuk distribusi intensitas cahaya spasial yang dihasilkan. Distribusi intensitas sebanding dengan hasil kali dua fungsi: interferensiDI DALAM dan difraksiPENGENAL . FungsiDI DALAM disebabkan oleh interferensi sebanyak N berkas koheren yang berasal dari garis kisi. FungsiPENGENAL ditentukan oleh difraksi pada garis tersendiri. Perbedaan jalur antara balok-balok paralel koheren yang datang pada sudut β dari garis-garis yang berdekatan adalah Δs=AB+AC atau (1), dan perbedaan fasa yang bersangkutan (2). FungsiDI DALAM ~ - fungsi periodik dengan intensitas maksimum utama yang berbeda. Posisi maxima utama ditentukan dari kondisi , Di mana (3), dimana k- urutan spektrum. Dari (1) dan (2) berikut ini: . Menggunakan (3) kita dapatkan , menggantikan (1): (4). Hubungan ini disebut persamaan kisi. Hal ini menunjukkan bahwa maksimum utama terbentuk pada arah ketika perbedaan jalur antara berkas yang berdekatan sama dengan jumlah total panjang gelombang. Di antara maxima utama yang berdekatan terdapat N-2 maxima sekunder, yang intensitasnya menurun secara proporsional 1/N, Dan N-1 minimum, dimana intensitasnya nol. Persamaan kisi untuk penerapan pada monokromator digunakan dalam bentuk yang lebih mudah. Karena perbedaan sudutnya α Dan β adalah konstan ketika kisi berputar dan perbedaan ini diketahui θ , ditentukan oleh desain monokromator, kemudian bergantung pada dua variabelα Dan β beralih ke satu φ – sudut rotasi kisi dari orde nol. Setelah ditunjuk Dan , setelah mengubah jumlah sinus, kita memperoleh persamaan kisi ke bentuk lain yang lebih mudah: (5), dimanaφ – sudut rotasi kisi relatif terhadap posisi orde nol; /2– setengah sudut pada kisi antara berkas datang dan berkas difraksi. Seringkali persamaan kisi digunakan dalam bentuk: (6). Jika radiasi difraksi yang berasal dari kisi diarahkan ke lensa, maka spektrum terbentuk pada bidang fokusnya pada setiap nilai bilangan. k≠0. Pada k=0(spektrum orde nol) spektrum tidak terbentuk, karena berlaku untuk semua panjang gelombang. Di samping itu, β= -α yaitu, arah ke maksimum orde nol ditentukan oleh pantulan cermin dari bidang kisi.		Gambar 1. Penjelasan prinsip pengoperasian kisi difraksi.
Panjang gelombang silau Reflektivitas kisi difraksi bergantung pada sudut kemiringan garis - dengan mengubah sudut kemiringan tepi garis, Anda dapat menyelaraskan pusat difraksi dengan fungsi maksimum PENGENAL dengan gangguan fungsi maksimal utama DI DALAM ada pesanan. Arah ke pusat difraksi maksimum ditentukan oleh pantulan spekuler berkas datang bukan dari bidang kisi, melainkan dari tepi garis. Jadi, syarat kombinasi tersebut adalah: sudut α Dan β maks harus secara bersamaan memenuhi hubungan berikut: (7). Dalam kondisi ini, spektrum dengan tatanan tertentu akan memiliki intensitas terbesar. Sudut β maks disebut sudut “percikan”, dan panjang gelombangnya disebut panjang gelombang “percikan”. λ Nyala api. Jika wilayah spektral untuk penelitian diketahui, maka λ Nyala api dapat ditentukan dari relasi: (8), dimana dimana λ 1 Dan λ 2– panjang gelombang batas rentang spektrum. Hubungan (8) membantu memilih kisi yang tepat. Contoh 1. Kisaran yang diteliti adalah 400…1200 nm, mis. λ 1=400nm, λ 2=1200nm. Kemudian dari rumus (8): λ Nyala api=600nm. Pilih kisi dengan kilap 600nm. Contoh 2. Rentang yang dipelajari adalah 600…1100 nm. Perhitungan menggunakan rumus (8) menghasilkan, jika dibulatkan, 776 nm. Tidak ada gril dengan kilau seperti itu pada daftar yang diusulkan. Kisi dengan kilap yang paling dekat dengan yang ditemukan dipilih, mis. 750 nm.
Bidang efisiensi energi kisi difraksi Daerah dimana reflektansi kisi paling sedikit 0,405 disebut daerah efisiensi energi: (9). Nilainya bergantung pada urutan spektrum: maksimum pada orde pertama dan menurun dengan cepat pada spektrum orde yang lebih tinggi. Untuk pesanan pertama: . Panjang gelombang yang membatasi area ini: Dan .
Daerah dispersi Daerah dispersi adalah interval spektral di mana spektrum suatu orde tertentu tidak tumpang tindih dengan spektrum ordo tetangganya. Akibatnya, ada hubungan yang jelas antara sudut difraksi dan panjang gelombang. Daerah sebaran ditentukan dari kondisi: . (10). Untuk pesanan pertama , A , yaitu wilayah dispersi mencakup interval satu oktaf. Untuk menggabungkan daerah dispersi dengan daerah efisiensi energi kisi difraksi, kondisi berikut harus dipenuhi: (sebelas). Dalam hal ini, dalam wilayah dispersi, reflektansi kisi untuk k=1 setidaknya akan menjadi 0,68. Contoh. Jika , Kemudian , A . Jadi, untuk kisi tertentu dalam rentang 450 nm hingga 900 nm, daerah dispersi digabungkan dengan daerah efisiensi energi.
Penyebaran Derajat pemisahan spasial berkas dengan panjang gelombang berbeda ditandai dengan dispersi sudut. Kita memperoleh persamaan dispersi sudut dengan membedakan persamaan kisi: (12). Dari ungkapan ini dapat disimpulkan bahwa dispersi sudut hanya ditentukan oleh sudut α Dan β , tapi tidak berdasarkan jumlah pukulannya. Ketika diterapkan pada instrumen spektral, dispersi linier terbalik digunakan, yang didefinisikan sebagai kebalikan dari produk dispersi sudut dan panjang fokus: .
Resolusi Resolusi teoritis: , dimana resolusinya. Resolusi kisi difraksi, seperti perangkat spektral lainnya, ditentukan oleh lebar spektral dari fungsi instrumen. Untuk suatu kisi, lebar fungsi peralatan adalah lebar maksimum utama fungsi interferensi: . Kemudian: (14). Resolusi spektral kisi difraksi sama dengan hasil kali orde difraksi k untuk jumlah pukulan penuh N. Menggunakan persamaan kisi: (15), dimana produknya - panjang bagian kisi yang diarsir. Dari ekspresi (15) jelas bahwa pada sudut tertentu α Dan β besarnya R hanya dapat ditingkatkan dengan memperbesar ukuran kisi difraksi. Ekspresi resolusi dapat disajikan dalam bentuk lain dari (12) dan (15): (16), dimana - lebar berkas difraksi, - dispersi sudut. Ekspresi (16) menunjukkan bahwa resolusi berbanding lurus dengan besarnya dispersi sudut.
Luas spektral kisi tergantung pada dari jumlah pukulan Untuk setiap kisi difraksi dengan suatu periode D ada batas panjang gelombang maksimum . Itu ditentukan dari persamaan kisi di k=1 Dan =β=90° dan sama dengan . Oleh karena itu, ketika bekerja di wilayah spektrum yang berbeda, kisi-kisi dengan jumlah garis yang berbeda digunakan: - untuk wilayah UV: 3600-1200 garis/mm; - untuk area terlihat: 1200-600 garis/mm; - untuk wilayah IR: kurang dari 300 garis/mm.
Kisi difraksi cekung Kisi difraksi cekung tidak hanya berperan sebagai pendispersi, tetapi juga sebagai sistem pemfokusan. Ekspresi karakteristik spektroskopi - dispersi sudut, resolusi dan luas dispersi - sama dengan ekspresi kisi datar. Kisi cekung, tidak seperti kisi datar, memiliki astigmatisme. Astigmatisme dihilangkan dengan menerapkan guratan pada permukaan asferis atau dengan jarak antar guratan yang bervariasi menurut hukum tertentu.
Kisi difraksi holografik Kualitas kisi difraksi ditentukan oleh intensitas cahaya yang tersebar, yang disebabkan oleh adanya cacat kecil pada tepi masing-masing guratan, dan intensitas "hantu" - garis palsu yang muncul ketika jarak yang sama dalam susunan guratan adalah dilanggar. Keuntungan kisi-kisi holografik dibandingkan dengan kisi-kisi bergaris adalah tidak adanya “hantu” dan intensitas cahaya yang tersebar lebih rendah. Namun, kisi reflektif fase holografik memiliki bentuk garis sinusoidal, yaitu bukan echellette, dan oleh karena itu memiliki efisiensi energi yang lebih rendah (Gbr. 2). Produksi kisi-kisi holografik dengan profil alur segitiga, yang disebut kisi-kisi “berbilah”, menyebabkan munculnya struktur mikro di tepi jeruji, yang meningkatkan intensitas cahaya yang tersebar. Selain itu, profil segitiga yang benar tidak tercapai, yang mengurangi efisiensi energi kisi-kisi tersebut.

Distribusi iluminasi pada gambar celah

Distribusi iluminasi pada gambar celah bergantung pada sifat aberasi sistem optik, serta metode penerangan celah.

Penyimpangan
Sistem optik yang ideal menghasilkan gambar titik yang tepat. Di wilayah paraksial, sistem optik mendekati ideal. Namun dengan lebar berkas yang terbatas dan jarak sumber dari sumbu optik, aturan optik paraksial dilanggar dan gambar menjadi terdistorsi. Saat merancang sistem optik, penyimpangan harus diperbaiki.

Penyimpangan bola
Distribusi iluminasi pada titik hamburan dengan aberasi bola sedemikian rupa sehingga diperoleh titik maksimum yang tajam di bagian tengah dengan penurunan iluminasi yang cepat ke arah tepi titik. Penyimpangan ini adalah satu-satunya yang tetap ada meskipun titik objek terletak pada sumbu optik utama sistem. Aberasi sferis sangat besar khususnya pada sistem apertur tinggi (dengan apertur relatif besar).

Koma
Bayangan suatu titik dengan adanya koma berbentuk titik asimetris, yang iluminasinya maksimal pada bagian atas gambar hamburan.

Astigmatisme
Hal ini disebabkan oleh kelengkungan permukaan optik yang tidak sama pada bidang penampang yang berbeda dan memanifestasikan dirinya dalam kenyataan bahwa muka gelombang berubah bentuk ketika melewati sistem optik, dan fokus berkas cahaya di bagian yang berbeda muncul pada titik yang berbeda. Sosok hamburan merupakan keluarga elips dengan distribusi iluminasi yang seragam. Ada dua bidang - meridional dan sagital, tegak lurus dengannya, di mana elips berubah menjadi segmen lurus. Pusat kelengkungan di kedua bagian disebut fokus, dan jarak antara keduanya merupakan ukuran astigmatisme.

Kelengkungan bidang
Penyimpangan permukaan pemfokusan terbaik pada bidang fokus merupakan penyimpangan yang disebut kelengkungan bidang.

Distorsi
Distorsi adalah distorsi suatu gambar akibat perbesaran linier yang tidak merata pada berbagai bagian gambar. Penyimpangan ini bergantung pada jarak dari titik ke sumbu optik dan memanifestasikan dirinya dalam pelanggaran hukum kesamaan.

Penyimpangan kromatik
Karena dispersi cahaya, muncul dua jenis penyimpangan kromatik: kromatisme posisi fokus dan kromatisme pembesaran. Yang pertama ditandai dengan pergeseran bidang gambar untuk panjang gelombang yang berbeda, yang kedua dengan perubahan perbesaran transversal. Penyimpangan kromatik terjadi pada sistem optik yang mencakup elemen yang terbuat dari bahan bias. Penyimpangan kromatik tidak melekat pada cermin. Keadaan ini membuat penggunaan cermin pada monokromator dan sistem optik lainnya menjadi sangat berharga.

Penerangan celah masuk

Pencahayaan yang koheren dan tidak koheren
Sifat iluminasi celah masuk perangkat sangat penting untuk distribusi intensitas sepanjang lebar garis spektral, yaitu. tingkat koherensi iluminasi. Dalam prakteknya, penerangan pada celah masuk tidak sepenuhnya koheren atau tidak koheren. Namun, ada kemungkinan untuk mendekati salah satu dari dua kasus ekstrem ini. Penerangan koheren dapat dicapai dengan menyinari celah dengan sumber titik yang terletak pada fokus kondensor berdiameter besar yang ditempatkan di depan celah.

Metode lainnya adalah iluminasi tanpa lensa, yaitu ketika sumber kecil ditempatkan pada jarak yang jauh dari celah. Penerangan yang tidak koheren dapat diperoleh dengan menggunakan lensa kondensor untuk memfokuskan sumber cahaya ke celah masuk perangkat. Metode pencahayaan lainnya menempati posisi perantara. Pentingnya membedakannya karena bila disinari dengan cahaya koheren, dapat terjadi fenomena interferensi yang tidak teramati bila disinari dengan cahaya tidak koheren.

Jika syarat utamanya adalah mencapai resolusi maksimal, maka bukaan kisi difraksi diisi dengan cahaya koheren pada bidang yang tegak lurus celah. Jika perlu untuk memastikan kecerahan spektrum maksimum, maka metode iluminasi inkoheren digunakan, di mana bukaan juga diisi pada bidang yang sejajar dengan celah.

Mengisi aperture dengan cahaya. F/#-Pencocokan .
Salah satu parameter utama yang menjadi ciri perangkat spektral adalah rasio aperture-nya. Bukaan ditentukan oleh ukuran sudut maksimum berkas cahaya yang masuk ke perangkat dan diukur dengan rasio diameter (dk) ke panjang fokus (fk) cermin kolimator. Dalam prakteknya sering digunakan kebalikannya yang disebut F/# Lebih baik menggunakan karakteristik lain - bukaan numerik. Bukaan numerik (N.A.) berkaitan dengan F/# perbandingan: .

Pencitraan optimal dari sumber cahaya tidak koheren yang diperluas ke celah masukan perangkat dicapai ketika sudut padat berkas cahaya datang sama dengan sudut masukan perangkat.

A– area celah masuk; θ - masukan sudut padat.

Jika celah dan kolimator diisi dengan cahaya, maka tidak ada sistem lensa dan cermin tambahan yang akan membantu meningkatkan fluks radiasi total yang melewati sistem.

Untuk perangkat spektral tertentu, sudut padat masukan maksimum adalah nilai konstan yang ditentukan oleh ukuran dan panjang fokus kolimator: .

Untuk mencocokkan lubang sudut sumber cahaya dan perangkat spektral, digunakan perangkat khusus yang disebut F/# Matcher. F/# Matcher digunakan bersama dengan perangkat spektral, memberikan aperture maksimum, baik dengan atau tanpa panduan cahaya.

Gambar.4. Skema Pencocokan F/#

Kelebihan F/# Matcher adalah:

• Menggunakan bukaan geometris penuh dari perangkat spektral
  
• Mengurangi cahaya liar
• Mempertahankan kualitas gambar spektral dan spasial yang baik
• Kemungkinan menggunakan filter dengan ketebalan yang tidak sama tanpa distorsi fokus
  

DEFINISI

Kisi difraksi disebut perangkat spektral, yaitu sistem sejumlah celah yang dipisahkan oleh ruang buram.

Sangat sering dalam praktiknya, kisi difraksi satu dimensi digunakan, terdiri dari celah paralel dengan lebar yang sama, terletak pada bidang yang sama, yang dipisahkan oleh interval buram dengan lebar yang sama. Kisi-kisi semacam itu dibuat menggunakan mesin pemisah khusus, yang menerapkan gerakan paralel pada pelat kaca. Jumlah guratan tersebut bisa lebih dari seribu per milimeter.

Kisi difraksi reflektif dianggap yang terbaik. Ini adalah kumpulan area yang memantulkan cahaya dengan area yang memantulkan cahaya. Kisi-kisi semacam itu adalah pelat logam yang dipoles di mana sapuan hamburan cahaya diterapkan dengan pemotong.

Pola difraksi pada kisi tersebut merupakan hasil saling interferensi gelombang yang datang dari semua celah. Akibatnya, dengan bantuan kisi difraksi, interferensi multibalok dari berkas cahaya koheren yang telah mengalami difraksi dan datang dari semua celah diwujudkan.

Misalkan lebar celah pada kisi difraksi adalah a, lebar bagian buram adalah b, maka nilainya adalah:

disebut periode kisi difraksi (konstan).

Pola difraksi pada kisi difraksi satu dimensi

Mari kita bayangkan gelombang monokromatik datang secara normal pada bidang kisi difraksi. Karena celah-celah tersebut terletak pada jarak yang sama satu sama lain, maka perbedaan lintasan sinar () yang datang dari sepasang celah yang berdekatan untuk arah yang dipilih akan sama untuk seluruh kisi difraksi yang diberikan:

Intensitas minimum utama diamati dalam arah yang ditentukan oleh kondisi:

Selain minimum utama, akibat saling interferensi sinar cahaya yang dikirim oleh sepasang celah, di beberapa arah saling menghilangkan, yang berarti muncul minimum tambahan. Mereka muncul dalam arah di mana perbedaan jalur sinarnya adalah jumlah setengah gelombang ganjil. Kondisi tambahan minimum ditulis sebagai:

dimana N adalah jumlah celah kisi difraksi; k' menerima nilai integer apa pun kecuali 0, . Jika kisi mempunyai N celah, maka di antara dua maksima utama terdapat tambahan minimum yang memisahkan maksima sekunder.

Syarat maksimum utama kisi difraksi adalah persamaan:

Karena nilai sinus tidak boleh lebih besar dari satu, maka bilangan maksimum utama adalah:

Jika cahaya putih dilewatkan melalui kisi, maka semua maksimum (kecuali m = 0 pusat) akan terurai menjadi spektrum. Dalam hal ini, daerah ungu spektrum ini akan menghadap pusat pola difraksi. Sifat kisi difraksi ini digunakan untuk mempelajari komposisi spektrum cahaya. Jika periode kisi diketahui, maka penghitungan panjang gelombang cahaya dapat dikurangi menjadi mencari sudut , yang sesuai dengan arah maksimum.

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Latihan	Berapa orde spektral maksimum yang dapat diperoleh dengan menggunakan kisi difraksi dengan konstanta m jika seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang m datang tegak lurus permukaan?
Larutan	Sebagai dasar penyelesaian masalah, kita menggunakan rumus yang merupakan syarat terpenuhinya maksimum utama pola difraksi yang diperoleh ketika cahaya melewati kisi difraksi: Nilai maksimumnya adalah satu, jadi: Dari (1.2) kita nyatakan , kita peroleh: Mari kita lakukan perhitungan:
Menjawab

CONTOH 2

Latihan	Cahaya monokromatik dengan panjang gelombang . Sebuah layar diletakkan pada jarak L dari kisi. Dengan menggunakan lensa yang terletak di dekat kisi, proyeksi pola difraksi dibuat ke dalamnya. Dalam hal ini, maksimum difraksi pertama terletak pada jarak l dari pusat. Berapa banyak garis per satuan panjang kisi difraksi (N) jika cahaya jatuh secara normal?
Larutan	Mari kita membuat gambar.