វាមិនមែនជារឿងសម្ងាត់ទេដែលថា រួមជាមួយនឹងបញ្ហាជាក់ស្តែង យើងត្រូវបានហ៊ុំព័ទ្ធដោយវាលរលក ជាមួយនឹងដំណើរការ និងច្បាប់របស់ពួកគេផ្ទាល់។ វាអាចជាអេឡិចត្រូម៉ាញេទិច និងសំឡេង និងរំញ័រពន្លឺ ដែលត្រូវបានភ្ជាប់ដោយ inextricably ជាមួយពិភពលោកដែលមើលឃើញ ធ្វើអន្តរកម្មជាមួយវា និងមានឥទ្ធិពលលើវា។ ដំណើរការ និងឥទ្ធិពលបែបនេះត្រូវបានសិក្សាយូរយារណាស់មកហើយដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រផ្សេងៗ ដែលបានគណនាច្បាប់ជាមូលដ្ឋានដែលពាក់ព័ន្ធដល់សព្វថ្ងៃនេះ។ ទម្រង់មួយនៃទម្រង់អន្តរកម្មដែលប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយរវាងរូបធាតុ និងរលកគឺការសាយភាយ ការសិក្សាដែលនាំទៅដល់ការលេចចេញនូវឧបករណ៍ដូចជាឧបករណ៍បំប៉ោង ដែលត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយទាំងនៅក្នុងឧបករណ៍សម្រាប់ការសិក្សាបន្ថែមអំពីវិទ្យុសកម្មរលក និងក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ។ .

គំនិតនៃការបំភាន់

ការបង្វែរគឺជាដំណើរការនៃពន្លឺ សំឡេង និងរលកផ្សេងទៀតដែលបត់ជុំវិញឧបសគ្គទាំងឡាយដែលបានជួបប្រទះនៅក្នុងផ្លូវរបស់ពួកគេ។ ជាទូទៅពាក្យនេះអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីសំដៅទៅលើគម្លាតណាមួយនៃការសាយភាយរលកពីច្បាប់នៃអុបទិកធរណីមាត្រដែលកើតឡើងនៅជិតឧបសគ្គ។ ដោយសារតែបាតុភូតនៃការបង្វែរ រលកចូលទៅក្នុងតំបន់នៃស្រមោលធរណីមាត្រ ដើរជុំវិញឧបសគ្គ ជ្រាបចូលតាមរន្ធតូចៗនៅក្នុងអេក្រង់ជាដើម។ ជាឧទាហរណ៍ អ្នកអាចឮសំឡេងយ៉ាងច្បាស់ ដោយនៅជុំវិញជ្រុងនៃផ្ទះ ជាលទ្ធផលនៃការពិតដែលថារលកសំឡេងទៅជុំវិញវា។ ការបង្វែរនៃកាំរស្មីពន្លឺត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងការពិតដែលថាតំបន់ស្រមោលមិនទាក់ទងទៅនឹងរន្ធតាមរយៈរន្ធឬឧបសគ្គដែលមានស្រាប់។ វាគឺនៅលើបាតុភូតនេះដែលគោលការណ៍នៃការប្រតិបត្ដិការនៃ grating មួយ diffraction គឺផ្អែកលើ។ ដូច្នេះហើយ ការសិក្សាអំពីគោលគំនិតទាំងនេះ គឺមិនអាចកាត់ផ្តាច់ពីគ្នាទៅវិញទៅមកបានឡើយ។

គំនិតនៃក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ

ឧបករណ៍បំប៉ោងគឺជាផលិតផលអុបទិកដែលជារចនាសម្ព័ន្ធតាមកាលកំណត់ដែលមានរន្ធតូចចង្អៀតជាច្រើនដែលបំបែកដោយចន្លោះស្រអាប់។

វ៉ារ្យ៉ង់មួយទៀតនៃឧបករណ៍នេះគឺសំណុំនៃមីក្រូទស្សន៍ប៉ារ៉ាឡែលដែលមានរូបរាងដូចគ្នា ត្រូវបានដាក់នៅលើផ្ទៃអុបទិកដែលមានរាងកោង ឬសំប៉ែតជាមួយនឹងទីលានដែលបានផ្តល់ឱ្យដូចគ្នា។ នៅពេលដែលរលកពន្លឺធ្លាក់លើក្រឡាចត្រង្គ ដំណើរការនៃការចែកចាយឡើងវិញនៃផ្នែកខាងមុខនៃរលកក្នុងលំហកើតឡើង ដែលបណ្តាលមកពីបាតុភូតនៃការសាយភាយ។ នោះ​គឺ​ពន្លឺ​ពណ៌​ស​ត្រូវ​បាន​បំបែក​ជា​រលក​ដាច់​ដោយ​ឡែក​ពី​គ្នា​ដែល​មាន​ប្រវែង​ខុស​ៗ​គ្នា ដែល​អាស្រ័យ​លើ​លក្ខណៈ​វិសាលគម​នៃ​ការ​បង្វែរ។ ភាគច្រើនជាញឹកញាប់ដើម្បីធ្វើការជាមួយជួរដែលអាចមើលឃើញនៃវិសាលគម (ជាមួយនឹងរលកនៃ 390-780 nm) ឧបករណ៍ត្រូវបានប្រើដែលមានពី 300 ទៅ 1600 បន្ទាត់ក្នុងមួយមីលីម៉ែត្រ។ នៅក្នុងការអនុវត្ត ក្រឡាចត្រង្គមើលទៅដូចជាកញ្ចក់សំប៉ែត ឬផ្ទៃលោហៈដែលមានចង្អូររដុប (ការប៉ះទង្គិច) ដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅចន្លោះពេលជាក់លាក់មួយដែលមិនបញ្ជូនពន្លឺ។ ដោយមានជំនួយពីកញ្ចក់កញ្ចក់ការសង្កេតត្រូវបានអនុវត្តទាំងនៅក្នុងពន្លឺបញ្ជូននិងឆ្លុះបញ្ចាំងដោយមានជំនួយពីក្រឡាចត្រង្គដែក - តែនៅក្នុងពន្លឺដែលឆ្លុះបញ្ចាំង។

ប្រភេទនៃបន្ទះឈើ

ដូចដែលបានបញ្ជាក់រួចមកហើយ យោងទៅតាមសម្ភារៈដែលប្រើក្នុងការផលិត និងលក្ខណៈនៃការប្រើប្រាស់ ក្រឡាចត្រង្គដែលឆ្លុះបញ្ចាំង និងតម្លាភាពត្រូវបានសម្គាល់។ អតីតរួមបញ្ចូលឧបករណ៍ដែលជាផ្ទៃកញ្ចក់ដែកជាមួយនឹងជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលដែលបានអនុវត្តដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការសង្កេតនៅក្នុងពន្លឺឆ្លុះបញ្ចាំង។ នៅក្នុងសំណាញ់ដែលមានតម្លាភាព ការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលត្រូវបានអនុវត្តទៅលើផ្ទៃអុបទិកពិសេសដែលបញ្ជូនកាំរស្មី (ផ្ទះល្វែង ឬប៉ោង) ឬរន្ធតូចចង្អៀតត្រូវបានកាត់នៅក្នុងសម្ភារៈស្រអាប់។ ការសិក្សាដោយប្រើឧបករណ៍បែបនេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងពន្លឺបញ្ជូន។ រោមភ្នែក​គឺជា​ឧទាហរណ៍​មួយ​នៃ​ការ​បែក​ខ្ចាត់ខ្ចាយ​រដុប​ក្នុង​ធម្មជាតិ។ សម្លឹងមើលត្របកភ្នែកដែលស្រវាំង មនុស្សម្នាក់អាចឃើញបន្ទាត់វិសាលគម។

គោលការណ៍ប្រតិបត្តិការ

ការងាររបស់ grating diffraction គឺផ្អែកលើបាតុភូតនៃ disfraction នៃរលកពន្លឺមួយ ដែលឆ្លងកាត់ប្រព័ន្ធនៃ transparent និង opaque regions ត្រូវបានបែងចែកទៅជា beam ដាច់ដោយឡែកនៃ coherent light។ ពួកគេឆ្លងកាត់ការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល។ ហើយពួកគេជ្រៀតជ្រែកគ្នាទៅវិញទៅមក។ រលកពន្លឺនីមួយៗមានមុំបង្វែររបស់វា ដូច្នេះពន្លឺពណ៌សត្រូវបានបំបែកទៅជាវិសាលគម។

ដំណោះស្រាយនៃមុំបំបែក

ក្នុងនាមជាឧបករណ៍អុបទិកដែលប្រើក្នុងឧបករណ៍វិសាលគម វាមានលក្ខណៈមួយចំនួនដែលកំណត់ការប្រើប្រាស់របស់វា។ លក្ខណៈសម្បត្តិមួយក្នុងចំណោមលក្ខណៈសម្បត្តិទាំងនេះគឺដំណោះស្រាយដែលមាននៅក្នុងលទ្ធភាពនៃការសង្កេតដាច់ដោយឡែកនៃបន្ទាត់វិសាលគមពីរដែលមានរលកចម្ងាយជិត។ ការកើនឡើងនៃលក្ខណៈនេះត្រូវបានសម្រេចដោយការបង្កើនចំនួនសរុបនៃជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលដែលមានវត្តមាននៅក្នុង grating diffraction ។

នៅក្នុងឧបករណ៍ដ៏ល្អ ចំនួនបន្ទាត់ក្នុងមួយមីលីម៉ែត្រឈានដល់ 500 ពោលគឺជាមួយនឹងប្រវែងសរុបនៃ 100 មីលីម៉ែត្រ ចំនួនសរុបនៃបន្ទាត់នឹងមាន 50,000 ។ តួលេខនេះនឹងជួយឱ្យសម្រេចបាននូវការជ្រៀតជ្រែកតូចចង្អៀត អតិបរមាដែលនឹងអនុញ្ញាតឱ្យអ្នក ជ្រើសរើសបន្ទាត់វិសាលគមបិទជិត។

ការអនុវត្តឧបករណ៍បំលែង

ដោយប្រើឧបករណ៍អុបទិកនេះ អ្នកអាចកំណត់ចម្ងាយរលកបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ ដូច្នេះវាត្រូវបានគេប្រើជាធាតុបែកខ្ញែកនៅក្នុងឧបករណ៍វិសាលគមសម្រាប់គោលបំណងផ្សេងៗ។ ឧបករណ៍វាស់ពន្លឺត្រូវបានប្រើដើម្បីញែកពន្លឺ monochromatic (នៅក្នុង monochromators, spectrophotometers និងផ្សេងទៀត) ជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុបទិកនៃការផ្លាស់ទីលំនៅលីនេអ៊ែរឬមុំ (ដែលគេហៅថាការវាស់ស្ទង់) នៅក្នុងបន្ទាត់រាងប៉ូល និងតម្រងអុបទិក ជាឧបករណ៍បំបែកធ្នឹមនៅក្នុង interferometer និងនៅក្នុងវ៉ែនតាប្រឆាំងនឹងពន្លឺផងដែរ។

នៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ ជារឿយៗមនុស្សម្នាក់អាចជួបប្រទះឧទាហរណ៍នៃការបង្វែរ gratings ។ ការកាត់ស៊ីឌីអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាសាមញ្ញបំផុតក្នុងចំណោមឧបករណ៍ឆ្លុះបញ្ចាំង ចាប់តាំងពីបទដែលមានកម្រិត 1.6 មីក្រូនរវាងវេនត្រូវបានអនុវត្តលើផ្ទៃរបស់វាជាវង់។ មួយភាគបីនៃទទឹង (0.5 µm) នៃផ្លូវបែបនេះធ្លាក់លើកន្លែងសម្រាក (ដែលព័ត៌មានដែលបានកត់ត្រាមាន) ដែលធ្វើអោយពន្លឺនៃឧបទ្ទវហេតុ ហើយប្រហែល 2/3 (1.1 µm) ត្រូវបានកាន់កាប់ដោយស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមិនអាចប៉ះបានដែលមានសមត្ថភាពឆ្លុះបញ្ចាំង។ កាំរស្មី។ ដូច្នេះ ស៊ីឌី​ជា​ការ​ឆ្លុះ​បញ្ចាំង​ពន្លឺ​ដែល​មាន​រយៈ​ពេល 1.6 µm ។ ឧទាហរណ៍មួយទៀតនៃឧបករណ៍បែបនេះគឺ holograms នៃប្រភេទ និងកម្មវិធីផ្សេងៗ។

ការផលិត

ដើម្បីទទួលបាន grating diffraction ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ចាំបាច់ត្រូវសង្កេតមើលភាពត្រឹមត្រូវនៃការផលិតខ្ពស់។ កំហុសក្នុងការអនុវត្តយ៉ាងហោចណាស់មួយដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល ឬគម្លាតនាំឱ្យមានការបដិសេធផលិតផលភ្លាមៗ។ សម្រាប់ដំណើរការផលិតម៉ាស៊ីនបែងចែកពិសេសជាមួយឧបករណ៍កាត់ពេជ្រត្រូវបានប្រើដែលត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងគ្រឹះដ៏ធំពិសេស។ មុនពេលចាប់ផ្តើមដំណើរការកាត់ចង្រ្កាន ឧបករណ៍នេះត្រូវតែដំណើរការពី 5 ទៅ 20 ម៉ោងក្នុងរបៀបទំនេរ ដើម្បីឱ្យថ្នាំងទាំងអស់មានស្ថេរភាព។ ការផលិតក្រឡាចត្រង្គបង្វែរមួយត្រូវចំណាយពេលជិត 7 ថ្ងៃ។ ទោះបីជាការពិតដែលថាការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលនីមួយៗត្រូវបានអនុវត្តត្រឹមតែ 3 វិនាទីប៉ុណ្ណោះ។ បន្ទះឈើនៅក្នុងការផលិតនេះមានគំលាតប៉ារ៉ាឡែលដែលមានគម្លាតស្មើគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមក រូបរាងកាត់ដែលអាស្រ័យលើទម្រង់របស់អ្នកកាត់ពេជ្រ។

ឧបករណ៍បំប៉ោងទំនើបសម្រាប់ឧបករណ៍វិសាលគម

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ បច្ចេកវិទ្យាថ្មីសម្រាប់ការផលិតរបស់ពួកគេបានរីករាលដាលដោយប្រើការបង្កើតគំរូជ្រៀតជ្រែកដែលទទួលបានពីវិទ្យុសកម្មឡាស៊ែរលើវត្ថុធាតុងាយនឹងពន្លឺពិសេសហៅថា photoresists ។ ជាលទ្ធផលផលិតផលដែលមានឥទ្ធិពល holographic ត្រូវបានផលិត។ វាគឺអាចធ្វើទៅបានដើម្បីអនុវត្តជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលតាមរបៀបនេះលើផ្ទៃរាបស្មើ ដោយទទួលបានក្រឡាចត្រង្គបង្វែររាបស្មើ ឬរាងស្វ៊ែរ ដែលនឹងផ្តល់ឱ្យឧបករណ៍ concave មានសកម្មភាពផ្តោតអារម្មណ៍។ ទាំងពីរត្រូវបានប្រើក្នុងការរចនាឧបករណ៍វិសាលគមទំនើប។

ដូច្នេះ បាតុភូត​នៃ​ការ​បត់​បែន​គឺ​ជា​រឿង​ធម្មតា​ក្នុង​ជីវិត​ប្រចាំ​ថ្ងៃ​គ្រប់​ទីកន្លែង។ នេះនាំឱ្យមានការប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៃឧបករណ៍បែបនេះដោយផ្អែកលើដំណើរការនេះថាជាឧបករណ៍បំប៉ោង។ វាអាចក្លាយជាផ្នែកមួយនៃឧបករណ៍ស្រាវជ្រាវ ឬត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃ ជាឧទាហរណ៍ ជាមូលដ្ឋាននៃផលិតផល holographic ។

តួនាទីដ៏សំខាន់នៅក្នុងអុបទិកដែលបានអនុវត្តគឺត្រូវបានលេងដោយបាតុភូតនៃការសាយភាយដោយរន្ធដែលមានរាងជារន្ធដែលមានគែមប៉ារ៉ាឡែល។ ក្នុងករណីនេះ ការប្រើប្រាស់ការបង្វែរពន្លឺដោយរន្ធមួយសម្រាប់គោលបំណងជាក់ស្តែងគឺពិបាកដោយសារតែភាពមើលឃើញខ្សោយនៃលំនាំការសាយភាយ។ ឧបករណ៍បំលែងត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។

ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ- ឧបករណ៍វិសាលគមប្រើដើម្បីបំបែកពន្លឺទៅជាវិសាលគម និងវាស់ប្រវែងរលក។ មានសំណាញ់ថ្លា និងឆ្លុះបញ្ចាំង។ ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរគឺជាការប្រមូលផ្ដុំនៃបន្ទះប៉ារ៉ាឡែលមួយចំនួនធំដែលមានរាងដូចគ្នា ដែលដាក់លើផ្ទៃប៉ូលារាបស្មើ ឬរាងកោងនៅចម្ងាយដូចគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមក។

នៅក្នុងក្រឡាចត្រង្គ diffraction ផ្ទះល្វែងដែលមានតម្លាភាព (រូបភាព 17.22) ទទឹងនៃ transparent stroke គឺ ក,ទទឹងគម្លាតស្រអាប់ - ខ.តម្លៃ \(d = a + b = \frac(1)(N) \) ត្រូវបានហៅ ថេរ (រយៈពេល) នៃក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ,កន្លែងណា នគឺជាចំនួនដងក្នុងមួយឯកតាប្រវែងនៃក្រឡាចត្រង្គ។

អនុញ្ញាតឱ្យរលក monochromatic របស់យន្តហោះធ្លាក់ចុះជាធម្មតាទៅយន្តហោះ grating (រូបភាព 17.22) ។ យោងតាមគោលការណ៍ Huygens-Fresnel រន្ធដោតនីមួយៗគឺជាប្រភពនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលអាចរំខានដល់គ្នាទៅវិញទៅមក។ គំរូ​ការ​បង្វែរ​ជា​លទ្ធផល​អាច​ត្រូវ​បាន​សង្កេត​ឃើញ​នៅ​ក្នុង​ប្លង់​ប្រសព្វ​នៃ​កញ្ចក់​ដែល​នៅ​លើ​ធ្នឹម​ដែល​បែក​ចេញ​ជា​ឧបទ្ទវហេតុ។

អនុញ្ញាតឱ្យយើងសន្មត់ថាពន្លឺត្រូវបានបង្វែរដោយរន្ធនៅមុំមួយ \(\varphi.\) ដោយសាររន្ធនៅចម្ងាយដូចគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមក ភាពខុសគ្នានៃផ្លូវនៃកាំរស្មីដែលមកពីរន្ធពីរដែលនៅជាប់គ្នាសម្រាប់ទិសដៅមួយ \(\varphi \\) នឹងដូចគ្នានៅក្នុងក្រឡាចត្រង្គបង្វែរទាំងមូល៖

\(\Delta = CF = (a+b)\sin \varphi = d \sin \varphi .\)

នៅក្នុងទិសដៅទាំងនោះដែលភាពខុសគ្នានៃផ្លូវគឺស្មើនឹងចំនួនគូនៃរលកពាក់កណ្តាល ការជ្រៀតជ្រែកអតិបរមាត្រូវបានអង្កេត។ ផ្ទុយទៅវិញ សម្រាប់ទិសដៅទាំងនោះដែលភាពខុសគ្នានៃផ្លូវគឺស្មើនឹងចំនួនសេសនៃរលកពាក់កណ្តាល ការជ្រៀតជ្រែកអប្បបរមាត្រូវបានអង្កេត។ ដូច្នេះ ក្នុងទិសដៅដែលមុំ \(\varphi\) បំពេញលក្ខខណ្ឌ

\(d \sin \varphi = m \lambda (m = 0,1,2, \ldots),\)

អតិបរិមាសំខាន់នៃលំនាំបំលាស់ត្រូវបានអង្កេត។ រូបមន្តនេះត្រូវបានគេហៅថាជាញឹកញាប់ រូបមន្តបំបែកការបំបែកនៅក្នុងវា m ត្រូវបានគេហៅថាលំដាប់នៃអតិបរមាចម្បង។ រវាង maxima ចម្បងមាន (N - 2) maxima បន្ទាប់បន្សំខ្សោយ ប៉ុន្តែប្រឆាំងនឹងផ្ទៃខាងក្រោយនៃ maxima ភ្លឺ ពួកវាគឺមើលមិនឃើញជាក់ស្តែង។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួនដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល N (សែល) អតិបរមាដ៏សំខាន់ដែលនៅសេសសល់នៅកន្លែងដដែលកាន់តែមុតស្រួច។

នៅពេលដែលការសាយភាយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅក្នុងពន្លឺដែលមិនមែនជា monochromatic (ពណ៌ស) ទាំងអស់ maxima ចម្បង លើកលែងតែសូន្យកណ្តាលអតិបរមាមានពណ៌។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថា ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបមន្ត \(\sin \varphi = \frac(m \lambda)(d),\) ប្រវែងរលកផ្សេងគ្នាត្រូវគ្នាទៅនឹងមុំផ្សេងគ្នាដែលការជ្រៀតជ្រែកអតិបរមាត្រូវបានអង្កេត។ ឆ្នូត​ដែល​មាន​ពណ៌​ស្រអាប់​មាន​ប្រាំពីរ​ពណ៌​ជា​ទូទៅ - ពី​ពណ៌​ស្វាយ​ទៅ​ក្រហម (រាប់​ពី​អតិបរិមា​កណ្តាល) ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា​វិសាលគម​បំភាយ។

ទទឹងវិសាលគមអាស្រ័យទៅលើថេរនៃបន្ទះឈើ ហើយកើនឡើងជាមួយនឹងការថយចុះ ឃ.លំដាប់អតិបរមានៃវិសាលគមត្រូវបានកំណត់ពីលក្ខខណ្ឌ \(~\sin \varphi \le 1,\) i.e. \(m_(អតិបរមា) = \frac(d)(\lambda) = \frac(1)(N\lambda)។\)

អក្សរសិល្ប៍

Aksenovich L.A. រូបវិទ្យានៅវិទ្យាល័យ៖ ទ្រឹស្តី។ ភារកិច្ច។ ការធ្វើតេស្ត: Proc ។ ប្រាក់ឧបត្ថម្ភសម្រាប់ស្ថាប័នផ្តល់សេវាទូទៅ។ បរិស្ថាន ការអប់រំ / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; អេដ។ K. S. Farino ។ - Minsk: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - S. 517-518 ។

diffraction grating រូបភាព wiki, grating diffraction
- ឧបករណ៍អុបទិក ប្រតិបត្តិការដែលផ្អែកលើការប្រើប្រាស់បាតុភូតនៃការបង្វែរពន្លឺ។ វា​គឺ​ជា​បណ្តុំ​នៃ​ចំនួន​ដ៏​ច្រើន​នៃ​ការ​ដាច់​សរសៃ​ឈាម​ក្នុង​ចន្លោះ​ទៀងទាត់ (រន្ធ​ដោត​ចេញ) ដែល​បាន​អនុវត្ត​លើ​ផ្ទៃ​ជាក់លាក់។ ការពិពណ៌នាដំបូងនៃបាតុភូតនេះត្រូវបានធ្វើឡើងដោយ James Gregory ដែលប្រើរោមសត្វស្លាបធ្វើជាបន្ទះឈើ។

• 1 ប្រភេទនៃការតោង
• 2 ការពិពណ៌នាអំពីបាតុភូត
• 3 រូបមន្ត
• 4 លក្ខណៈ
• 5 ការផលិត
• 6 ការដាក់ពាក្យ
• 7 ឧទាហរណ៍
• 8 សូមមើលផងដែរ។
• ៩ អក្សរសិល្ប៍

ប្រភេទនៃបន្ទះឈើ

• ការឆ្លុះបញ្ជូល៖ ស្ត្រូកត្រូវបានអនុវត្តទៅលើផ្ទៃកញ្ចក់ (លោហៈ) ហើយការសង្កេតត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងពន្លឺដែលឆ្លុះបញ្ចាំង។
• ថ្លា៖ បន្ទាត់​ត្រូវ​បាន​គូរ​លើ​ផ្ទៃ​ថ្លា (ឬ​កាត់​ជា​រន្ធ​នៅ​លើ​អេក្រង់​ស្រអាប់) ហើយ​សង្កេត​ឃើញ​នៅ​ក្នុង​ពន្លឺ​បញ្ជូន។

ការពិពណ៌នាអំពីបាតុភូត

នេះជារបៀបដែលពន្លឺនៃចង្កៀង incandescent មើលទៅដូចដែលឆ្លងកាត់តាមរយៈ grating disffraction តម្លាភាព។ សូន្យអតិបរិមា (m=0) ត្រូវគ្នាទៅនឹងពន្លឺដែលឆ្លងកាត់ក្រឡាចត្រង្គដោយគ្មានការផ្លាត។ កម្លាំងនៃការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃក្រឡាចត្រង្គនៅក្នុងអតិបរិមា (m=±1) ដំបូងគេអាចសង្កេតមើលការរលាយនៃពន្លឺទៅជាវិសាលគមមួយ។ មុំផ្លាតកើនឡើងជាមួយនឹងប្រវែងរលក (ពណ៌ស្វាយទៅក្រហម)

ផ្នែកខាងមុខនៃរលកពន្លឺមួយត្រូវបានបំបែកដោយការវាយឆ្មក់ចូលទៅក្នុងធ្នឹមដាច់ដោយឡែកនៃពន្លឺដែលជាប់គ្នា។ ធ្នឹមទាំងនេះឆ្លងកាត់ការសាយភាយនៅលើជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលហើយរំខានដល់គ្នាទៅវិញទៅមក។ ដោយសារសម្រាប់ប្រវែងរលកផ្សេងៗគ្នា អតិបរិមានៃការជ្រៀតជ្រែកប្រែទៅជានៅមុំផ្សេងៗគ្នា (កំណត់ដោយភាពខុសគ្នានៃផ្លូវនៃកាំរស្មីជ្រៀតជ្រែក) ពន្លឺពណ៌សត្រូវបានបំបែកទៅជាវិសាលគម។

រូបមន្ត

ចម្ងាយ​ដែល​ដាច់​សរសៃ​ដែក​នៅ​លើ​ចង្កឹះ​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា​រយៈ​ពេល​នៃ​ការ​បង្វែរ​ក្រឡា​។ កំណត់ដោយអក្សរ ឃ.

ប្រសិនបើចំនួននៃការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល () ក្នុង 1 មមនៃក្រឡាចត្រង្គត្រូវបានគេដឹងនោះរយៈពេលនៃក្រឡាចត្រង្គត្រូវបានរកឃើញដោយរូបមន្ត: ម។

ល័ក្ខខ័ណ្ឌសម្រាប់ការជ្រៀតជ្រែកអតិបរិមានៃនៃក្រឡាចត្រង្គបង្វែរដែលសង្កេតនៅមុំជាក់លាក់មានទម្រង់៖

រយៈពេលនៃការដឹងគុណ, - មុំនៃអតិបរមានៃពណ៌ដែលបានផ្តល់ឱ្យ, - លំដាប់នៃអតិបរមា, នោះគឺជាលេខធម្មតានៃអតិបរមា, រាប់ពីកណ្តាលនៃរូបភាព, - ប្រវែងរលក។

ប្រសិនបើពន្លឺធ្លាក់លើក្រឡាចត្រង្គនៅមុំមួយ នោះ៖

ច​រិ​ក​លក្ខណៈ

លក្ខណៈ​មួយ​នៃ​ការ​បែក​ខ្ចាត់ខ្ចាយ​គឺ​ការ​បែក​ខ្ចាត់ខ្ចាយ​ជ្រុង។ ឧបមាថាអតិបរមានៃលំដាប់មួយចំនួនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅមុំφសម្រាប់រលក λ និងនៅមុំφ+Δφ - សម្រាប់រលក λ+Δλ ។ ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយមុំនៃបន្ទះឈើគឺជាសមាមាត្រ D = Δφ / Δλ។ កន្សោម​សម្រាប់ D អាច​ត្រូវ​បាន​ទទួល​បាន​ដោយ​ការ​ធ្វើ​ឱ្យ​មាន​ភាព​ខុស​គ្នា​នៃ​រូបមន្ត​ grating diffraction

ដូច្នេះ ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ angular កើនឡើងជាមួយនឹងការថយចុះនៃរយៈពេល grating d និងការកើនឡើងនៃលំដាប់វិសាលគម k ។

ការផលិត

បន្ទះស៊ីឌីអាចត្រូវបានគេគិតថាជាបន្ទះបំបែក។

grating ល្អទាមទារភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ក្នុងការផលិត។ ប្រសិនបើយ៉ាងហោចណាស់រន្ធដោតមួយពីសំណុំត្រូវបានអនុវត្តដោយមានកំហុស នោះក្រឡាចត្រង្គនឹងត្រូវបានច្រានចោល។ ម៉ាស៊ីនធ្វើក្រឡាចត្រង្គត្រូវបានបង្កប់យ៉ាងរឹងមាំ និងជ្រៅនៅក្នុងគ្រឹះពិសេស។ មុនពេលចាប់ផ្តើមការផលិតដោយផ្ទាល់នៃ gratings ម៉ាស៊ីនដំណើរការ 5-20 ម៉ោងនៅទំនេរដើម្បីធ្វើឱ្យថ្នាំងទាំងអស់របស់វាមានស្ថេរភាព។ ការកាត់ក្រឡាចត្រង្គមានរយៈពេលរហូតដល់ 7 ថ្ងៃទោះបីជាពេលវេលាដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលគឺ 2-3 វិនាទីក៏ដោយ។

ការដាក់ពាក្យ

ប្រដាប់បំប៉ោងត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឧបករណ៍វិសាលគម ក៏ដូចជាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអុបទិកនៃការផ្លាស់ទីលំនៅលីនេអ៊ែរ និងមុំ (ការវាស់ស្ទង់ការសាយភាយ) ប៉ូឡារីស័រ និងតម្រងសម្រាប់វិទ្យុសកម្មអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ឧបករណ៍បំបែកធ្នឹមនៅក្នុងឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ interferometer និងអ្វីដែលគេហៅថាវ៉ែនតា "ប្រឆាំងនឹងការចាំងពន្លឺ" ។

ឧទាហរណ៍

ការបង្វែរនៅលើស៊ីឌី

ឧទាហរណ៍មួយក្នុងចំណោមឧទាហរណ៍សាមញ្ញបំផុត និងសាមញ្ញបំផុតនៃការឆ្លុះកញ្ចក់ឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃគឺ ស៊ីឌី ឬឌីវីឌី។ នៅលើផ្ទៃនៃស៊ីឌី - បទមួយក្នុងទម្រង់ជាវង់ដែលមានជម្រេ 1.6 មីរ៉ូរវាងវេន។ ប្រហែលមួយភាគបីនៃទទឹង (0.5 μm) នៃបទនេះត្រូវបានកាន់កាប់ដោយការឈប់សម្រាកមួយ (ទិន្នន័យនេះត្រូវបានកត់ត្រា) ដែលខ្ចាត់ខ្ចាយពន្លឺដែលធ្លាក់មកលើវា ប្រហែលពីរភាគបី (1.1 μm) គឺជាស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមិនមានការប៉ះពាល់ដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពីពន្លឺ។ ដូច្នេះ ស៊ីឌី គឺជា​ការ​បំប្លែង​ឆ្លុះ​ឆ្លុះ​ដែល​មាន​រយៈ​ពេល 1.6 µm ។

សូម​មើល​ផង​ដែរ

លេងការបង្រៀនវីដេអូមេឌៀ៖ ការបង្វែរក្រឡាចត្រង្គ

• ការបង្វែរដោយ N-slits
• Fraunhofer diffraction
• ការបង្វែរ Fresnel
• ការជ្រៀតជ្រែក
• អុបទិក Fourier
• សំណាញ់អុបទិក

អក្សរសិល្ប៍

• Landsberg G.S. Optics ឆ្នាំ ១៩៧៦
• Sivukhin DV វគ្គសិក្សាទូទៅនៃរូបវិទ្យា។ - ម.. - ធី IV. អុបទិក។
• Tarasov K. I. ឧបករណ៍ Spectral ឆ្នាំ 1968

រូបភាព grating diffraction, រូបភាព grating diffraction, រូបភាព grating diffraction wiki

ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ

1. ការបង្វែរពន្លឺ។ គោលការណ៍ Huygens-Fresnel ។

2. ការបង្វែរពន្លឺដោយរន្ធនៅក្នុងធ្នឹមស្របគ្នា។

3. ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ។

4. វិសាលគមឌីផេរ៉ង់ស្យែល។

5. លក្ខណៈនៃ grating diffraction ជាឧបករណ៍វិសាលគម។

6. ការវិភាគកាំរស្មីអ៊ិច។

7. ការបង្វែរពន្លឺដោយរន្ធមូល។ ដំណោះស្រាយ Aperture ។

8. គោលគំនិត និងរូបមន្តជាមូលដ្ឋាន។

9. កិច្ចការ។

ក្នុងន័យតូចចង្អៀត ប៉ុន្តែប្រើជាទូទៅបំផុត ការបង្វែរពន្លឺគឺការបង្គត់ព្រំដែននៃអង្គធាតុស្រអាប់ដោយកាំរស្មីនៃពន្លឺ ការជ្រៀតចូលនៃពន្លឺចូលទៅក្នុងតំបន់នៃស្រមោលធរណីមាត្រ។ នៅក្នុងបាតុភូតដែលទាក់ទងនឹងការបង្វែរ មានគម្លាតយ៉ាងសំខាន់នៃឥរិយាបទនៃពន្លឺពីច្បាប់នៃអុបទិកធរណីមាត្រ។ (ការ​បង្វែរ​មិន​ត្រឹម​តែ​បង្ហាញ​ពន្លឺ​ប៉ុណ្ណោះ​ទេ)។

ការបង្វែរគឺជាបាតុភូតរលកដែលបង្ហាញឱ្យឃើញច្បាស់បំផុតនៅពេលដែលវិមាត្រនៃឧបសគ្គមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នា (នៃលំដាប់ដូចគ្នា) ជាមួយនឹងប្រវែងរលកនៃពន្លឺ។ ការរកឃើញយឺតយ៉ាវនៃការបង្វែរពន្លឺ (សតវត្សទី 16-17) ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងភាពតូចនៃប្រវែងនៃពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ។

២១.១. ការបង្វែរពន្លឺ។ គោលការណ៍ Huygens-Fresnel

ការបង្វែរពន្លឺហៅថាស្មុគស្មាញនៃបាតុភូតដែលកើតឡើងដោយសារធម្មជាតិរលករបស់វា ហើយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញក្នុងអំឡុងពេលនៃការសាយភាយនៃពន្លឺនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកដែលមានភាពមិនដូចគ្នាយ៉ាងមុតស្រួច។

ការពន្យល់ប្រកបដោយគុណភាពនៃការបង្វែរត្រូវបានផ្តល់ឱ្យដោយ គោលការណ៍ Huygensដែលបង្កើតវិធីសាស្រ្តនៃការសាងសង់ផ្នែកខាងមុខរលកនៅពេល t + Δt ប្រសិនបើទីតាំងរបស់វានៅពេល t ត្រូវបានដឹង។

1. យោងតាម គោលការណ៍ Huygensចំណុចនីមួយៗនៃរលកខាងមុខគឺជាចំណុចកណ្តាលនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលជាប់គ្នា។ ស្រោមសំបុត្រនៃរលកទាំងនេះផ្តល់ឱ្យទីតាំងនៃផ្នែកខាងមុខនៃរលកនៅពេលបន្ទាប់នៅក្នុងពេលវេលា។

ចូរយើងពន្យល់ពីការអនុវត្តគោលការណ៍ Huygens ដោយឧទាហរណ៍ខាងក្រោម។ អនុញ្ញាតឱ្យរលកយន្តហោះធ្លាក់លើរនាំងដែលមានរន្ធមួយ ផ្នែកខាងមុខដែលស្របទៅនឹងរបាំង (រូបភាព 21.1) ។

អង្ករ។ ២១.១.ការពន្យល់អំពីគោលការណ៍របស់ Huygens

ចំណុចនីមួយៗនៃផ្នែកខាងមុខរលកដែលបញ្ចេញដោយរន្ធ បម្រើជាចំណុចកណ្តាលនៃរលកស្វ៊ែរបន្ទាប់បន្សំ។ តួលេខបង្ហាញថាស្រោមសំបុត្រនៃរលកទាំងនេះជ្រាបចូលទៅក្នុងតំបន់នៃស្រមោលធរណីមាត្រ ព្រំដែនដែលត្រូវបានសម្គាល់ដោយបន្ទាត់ដាច់ៗ។

គោលការណ៍របស់ Huygens មិននិយាយអ្វីអំពីអាំងតង់ស៊ីតេនៃរលកបន្ទាប់បន្សំនោះទេ។ គុណវិបត្តិនេះត្រូវបានលុបចោលដោយ Fresnel ដែលបានបំពេញបន្ថែមគោលការណ៍ Huygens ជាមួយនឹងគំនិតនៃការជ្រៀតជ្រែកនៃរលកបន្ទាប់បន្សំ និងទំហំរបស់វា។ គោលការណ៍ Huygens ដែលបំពេញបន្ថែមតាមរបៀបនេះត្រូវបានគេហៅថាគោលការណ៍ Huygens-Fresnel ។

2. យោងតាម គោលការណ៍ Huygens-Fresnelទំហំនៃលំយោលពន្លឺនៅចំណុចមួយចំនួន O គឺជាលទ្ធផលនៃការជ្រៀតជ្រែកនៅចំណុចនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលបញ្ចេញ គ្រប់គ្នាធាតុនៃផ្ទៃរលក។ ទំហំនៃរលកបន្ទាប់បន្សំនីមួយៗគឺសមាមាត្រទៅនឹងផ្ទៃនៃធាតុ dS សមាមាត្រច្រាសទៅនឹងចម្ងាយ r ដល់ចំណុច O និងថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងមុំ α រវាងធម្មតា។ នទៅធាតុ dS និងទិសដៅទៅចំណុច O (រូបភាព 21.2) ។

អង្ករ។ ២១.២.ការបំភាយរលកបន្ទាប់បន្សំដោយធាតុផ្ទៃរលក

២១.២. Slit Diffraction នៅក្នុង Parallel Beams

ការគណនាទាក់ទងនឹងការអនុវត្តគោលការណ៍ Huygens-Fresnel ក្នុងករណីទូទៅគឺជាបញ្ហាគណិតវិទ្យាដ៏ស្មុគស្មាញ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅក្នុងករណីមួយចំនួនដែលមានកម្រិតស៊ីមេទ្រីខ្ពស់ ទំហំនៃលំយោលជាលទ្ធផលអាចត្រូវបានរកឃើញដោយការបូកសរុបពិជគណិត ឬធរណីមាត្រ។ ចូរ​យើង​បង្ហាញ​វា​ដោយ​ការ​គណនា​ការ​បង្វែរ​នៃ​ពន្លឺ​ដោយ​រន្ធ។

អនុញ្ញាតឱ្យរលកពន្លឺ monochromatic របស់យន្តហោះធ្លាក់លើរន្ធតូចចង្អៀត (AB) នៅក្នុងរនាំងស្រអាប់ ទិសដៅនៃការឃោសនាដែលកាត់កែងទៅនឹងផ្ទៃនៃរន្ធដោត (រូបភាព 21.3, ក)។ នៅពីក្រោយរន្ធដោត (ស្របទៅនឹងយន្តហោះរបស់វា) យើងដាក់កញ្ចក់បញ្ចូលគ្នា យន្តហោះប្រសព្វដែលយើងដាក់អេក្រង់ E. រលកបន្ទាប់បន្សំទាំងអស់ដែលបញ្ចេញចេញពីផ្ទៃនៃរន្ធដោតក្នុងទិសដៅ ប៉ារ៉ាឡែលអ័ក្សអុបទិកនៃកញ្ចក់ (α = 0) ចូលទៅក្នុងការផ្តោតអារម្មណ៍នៃកញ្ចក់ ក្នុងដំណាក់កាលតែមួយ។ដូច្នេះនៅកណ្តាលអេក្រង់ (O) មាន អតិបរមាការជ្រៀតជ្រែកសម្រាប់រលកនៃប្រវែងណាមួយ។ វាត្រូវបានគេហៅថាអតិបរមា លំដាប់សូន្យ។

ដើម្បីស្វែងយល់ពីធម្មជាតិនៃការជ្រៀតជ្រែកនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលបញ្ចេញក្នុងទិសដៅផ្សេងទៀត យើងបែងចែកផ្ទៃរន្ធចូលទៅក្នុង n zones ដូចគ្នា (ពួកវាត្រូវបានគេហៅថាតំបន់ Fresnel) ហើយពិចារណាពីទិសដៅដែលលក្ខខណ្ឌពេញចិត្ត៖

ដែល b ជាទទឹងរន្ធដោត និង λ - ប្រវែងនៃរលកពន្លឺ។

កាំរស្មីនៃរលកពន្លឺបន្ទាប់បន្សំដែលធ្វើដំណើរក្នុងទិសដៅនេះនឹងប្រសព្វគ្នានៅចំណុច O ។

អង្ករ។ ២១.៣.ការបង្វែរដោយរន្ធមួយ: a - ផ្លូវកាំរស្មី; ខ - ការចែកចាយអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺ (f - ប្រវែងប្រសព្វនៃកញ្ចក់)

ផលិតផល bsina គឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃផ្លូវ (δ) រវាងកាំរស្មីដែលចេញពីគែមនៃរន្ធដោត។ បន្ទាប់មកភាពខុសគ្នានៃផ្លូវនៃកាំរស្មីដែលមកពី អ្នកជិតខាងតំបន់ Fresnel គឺស្មើនឹង λ/2 (សូមមើលរូបមន្ត 21.1)។ កាំរស្មីបែបនេះលុបចោលគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងអំឡុងពេលជ្រៀតជ្រែកព្រោះវាមានអំព្លីទីតដូចគ្នានិងដំណាក់កាលផ្ទុយ។ ចូរយើងពិចារណាករណីពីរ។

1) n = 2k គឺជាលេខគូ។ ក្នុងករណីនេះ ការផុតពូជជាគូនៃកាំរស្មីពីតំបន់ Fresnel ទាំងអស់កើតឡើង ហើយនៅចំណុច O" អប្បបរមានៃលំនាំជ្រៀតជ្រែកត្រូវបានអង្កេត។

អប្បបរមាអាំងតង់ស៊ីតេកំឡុងពេលបង្វែររន្ធត្រូវបានសង្កេតឃើញសម្រាប់ទិសដៅនៃកាំរស្មីនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលបំពេញលក្ខខណ្ឌ

ចំនួនគត់ k ត្រូវបានគេហៅថា លំដាប់អប្បបរមា។

2) n = 2k − 1 ជាចំនួនសេស។ ក្នុងករណីនេះ វិទ្យុសកម្មនៃតំបន់ Fresnel មួយនឹងនៅតែមិនរលត់ ហើយនៅចំណុច O" អតិបរមានៃលំនាំជ្រៀតជ្រែកនឹងត្រូវបានអង្កេត។

អាំងតង់ស៊ីតេអតិបរិមាកំឡុងពេលបង្វែររន្ធត្រូវបានអង្កេតសម្រាប់ទិសដៅនៃកាំរស្មីនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលបំពេញលក្ខខណ្ឌ៖

ចំនួនគត់ k ត្រូវបានគេហៅថា លំដាប់អតិបរមា។សូមចាំថាសម្រាប់ទិសដៅ α = 0 យើងមាន លំដាប់សូន្យអតិបរមា។

វាធ្វើតាមរូបមន្ត (21.3) ដែលនៅពេលរលកពន្លឺកើនឡើង មុំដែលអតិបរមានៃលំដាប់ k > 0 ត្រូវបានសង្កេតឃើញកើនឡើង។ នេះមានន័យថាសម្រាប់ k ដូចគ្នា ឆ្នូតពណ៌ស្វាយគឺនៅជិតបំផុតទៅកណ្តាលនៃអេក្រង់ ហើយពណ៌ក្រហមគឺនៅឆ្ងាយបំផុត។

នៅក្នុងរូបភាព 21.3, ខបង្ហាញការចែកចាយនៃអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺនៅលើអេក្រង់ អាស្រ័យលើចម្ងាយទៅកណ្តាលរបស់វា។ ផ្នែកសំខាន់នៃថាមពលពន្លឺត្រូវបានប្រមូលផ្តុំនៅកណ្តាលអតិបរមា។ នៅពេលដែលលំដាប់នៃការកើនឡើងអតិបរមាអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វាថយចុះយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ ការគណនាបង្ហាញថា I 0:I 1:I 2 = 1:0.047:0.017 ។

ប្រសិនបើរន្ធដោតត្រូវបានបំភ្លឺដោយពន្លឺពណ៌ស នោះអតិបរិមាកណ្តាលនឹងមានពណ៌សនៅលើអេក្រង់ (វាជារឿងធម្មតាសម្រាប់រលកពន្លឺទាំងអស់)។ Side maxima នឹងមានក្រុមពណ៌។

បាតុភូតស្រដៀងទៅនឹងការបត់ចូលនៃរន្ធអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅលើឡាម។

២១.៣. ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ

នៅក្នុងករណីនៃការបង្វែររន្ធ អាំងតង់ស៊ីតេនៃអតិបរិមានៃលំដាប់ k > 0 គឺមិនសូវសំខាន់ ដែលពួកវាមិនអាចប្រើដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាជាក់ស្តែងបានទេ។ ដូច្នេះជាឧបករណ៍វិសាលគមត្រូវបានប្រើ ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ,ដែលជាប្រព័ន្ធនៃរន្ធដែលមានគម្លាតស្មើគ្នាស្របគ្នា។ ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរអាចទទួលបានដោយការលាបពណ៌ស្រអាប់ (កោស) ទៅនឹងចានកញ្ចក់ស្របគ្នានឹងយន្តហោះ (រូបភាព 21.4)។ ចន្លោះរវាងការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល (រន្ធ) បញ្ជូនពន្លឺ។

ជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលត្រូវបានអនុវត្តទៅលើផ្ទៃនៃក្រឡាចត្រង្គជាមួយនឹងឧបករណ៍កាត់ពេជ្រ។ ដង់ស៊ីតេរបស់ពួកគេឈានដល់ 2000 ដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលក្នុងមួយមីលីម៉ែត្រ។ ក្នុងករណីនេះទទឹងនៃក្រឡាចត្រង្គអាចឡើងដល់ 300 មីលីម៉ែត្រ។ ចំនួនសរុបនៃបន្ទះឈើត្រូវបានតំណាង N.

ចម្ងាយ d រវាងចំណុចកណ្តាលឬគែមនៃរន្ធដែលនៅជាប់គ្នាត្រូវបានគេហៅថា ថេរ (រយៈពេល)ការបំបែក grating ។

លំនាំនៃការបំភាយនៅលើក្រឡាចត្រង្គត្រូវបានកំណត់ថាជាលទ្ធផលនៃការជ្រៀតជ្រែកគ្នាទៅវិញទៅមកនៃរលកដែលមកពីរន្ធទាំងអស់។

ផ្លូវនៃកាំរស្មីនៅក្នុង grating diffraction ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ២១.៥.

អនុញ្ញាតឱ្យរលកពន្លឺ monochromatic របស់យន្តហោះធ្លាក់លើក្រឡាចត្រង្គ ទិសដៅនៃការឃោសនាដែលកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះនៃក្រឡាចត្រង្គ។ បន្ទាប់មកផ្ទៃរន្ធជាកម្មសិទ្ធិរបស់ផ្ទៃរលកដូចគ្នា និងជាប្រភពនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលជាប់គ្នា។ ពិចារណារលកបន្ទាប់បន្សំដែលទិសដៅបន្តពូជបំពេញលក្ខខណ្ឌ

បន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់កញ្ចក់ កាំរស្មីនៃរលកទាំងនេះនឹងប្រសព្វគ្នានៅចំណុច O ។

dsina ផលិតផលគឺស្មើនឹងភាពខុសគ្នានៃផ្លូវ (δ) រវាងកាំរស្មីដែលមកពីគែមនៃរន្ធដោតជិតខាង។ នៅពេលដែលលក្ខខណ្ឌ (21.4) ត្រូវបានពេញចិត្ត រលកបន្ទាប់បន្សំមកដល់ចំណុច O" ក្នុងដំណាក់កាលតែមួយហើយអតិបរមានៃលំនាំជ្រៀតជ្រែកលេចឡើងនៅលើអេក្រង់។ លក្ខខណ្ឌពេញចិត្តអតិបរមា (២១.៤) ត្រូវបានគេហៅថា អតិបរមានៃការបញ្ជាទិញ k លក្ខខណ្ឌ (២១.៤) ខ្លួនវាត្រូវបានគេហៅថា រូបមន្តមូលដ្ឋាននៃក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ។

ឧត្តមសិក្សាក្នុងអំឡុងពេល grating diffraction ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញសម្រាប់ទិសដៅនៃកាំរស្មីនៃរលកបន្ទាប់បន្សំដែលបំពេញលក្ខខណ្ឌ: dsinα = ± κ λ; k = 0,1,2,...

អង្ករ។ ២១.៤.ផ្នែកឆ្លងកាត់នៃក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ (ក) និងនិមិត្តសញ្ញារបស់វា (ខ)

អង្ករ។ ២១.៥.ការបង្វែរនៃពន្លឺនៅលើក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ

សម្រាប់ហេតុផលមួយចំនួនដែលមិនត្រូវបានពិចារណានៅទីនេះ មាន (N - 2) maxima បន្ថែមរវាង maxima ចម្បង។ ជាមួយនឹងចំនួនរន្ធច្រើន អាំងតង់ស៊ីតេរបស់ពួកគេគឺមានភាពធ្វេសប្រហែស ហើយចន្លោះទាំងមូលរវាង maxima ចម្បងមើលទៅងងឹត។

លក្ខខណ្ឌ (21.4) ដែលកំណត់ទីតាំងនៃ maxima សំខាន់ៗទាំងអស់ មិនគិតពីការបង្វែរដោយរន្ធតែមួយទេ។ វាអាចកើតឡើងថាសម្រាប់ទិសដៅខ្លះលក្ខខណ្ឌ អតិបរមាសម្រាប់បន្ទះឈើ (21.4) និងលក្ខខណ្ឌ អប្បបរមាសម្រាប់គម្លាត (21.2) ។ ក្នុងករណីនេះអតិបរិមានៃចម្បងដែលត្រូវគ្នាមិនកើតឡើងទេ (ជាផ្លូវការវាមានប៉ុន្តែអាំងតង់ស៊ីតេរបស់វាគឺសូន្យ) ។

ចំនួនរន្ធកាន់តែច្រើននៅក្នុង grating diffraction (N) ថាមពលពន្លឺកាន់តែច្រើនឆ្លងកាត់ grating នោះ អតិបរមានឹងកាន់តែខ្លាំង និងមុតស្រួច។ រូបភាពទី 21.6 បង្ហាញក្រាហ្វនៃការចែកចាយអាំងតង់ស៊ីតេដែលទទួលបានពី gratings ជាមួយនឹងចំនួនផ្សេងគ្នានៃរន្ធ (N) ។ កំឡុងពេល (d) និងទទឹងរន្ធ (b) គឺដូចគ្នាសម្រាប់ gratings ទាំងអស់។

អង្ករ។ ២១.៦.ការចែកចាយអាំងតង់ស៊ីតេសម្រាប់តម្លៃផ្សេងគ្នានៃ N

២១.៤. វិសាលគម​ឌីផេរ៉ង់ស្យែល

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីរូបមន្តមូលដ្ឋាននៃ diffraction grating (21.4) ដែលមុំ diffraction α ដែល maxima ចម្បងត្រូវបានបង្កើតឡើង អាស្រ័យលើរលកពន្លឺនៃឧបទ្ទវហេតុ។ ដូច្នេះ អាំងតង់ស៊ីតេអតិបរមាដែលត្រូវគ្នានឹងរលកពន្លឺខុសៗគ្នាត្រូវបានទទួលនៅកន្លែងផ្សេងៗគ្នានៅលើអេក្រង់។ នេះធ្វើឱ្យវាអាចប្រើ grating ជាឧបករណ៍វិសាលគម។

វិសាលគម​ឌីផេរ៉ង់ស្យែល- វិសាលគមដែលទទួលបានដោយប្រើ grating diffraction ។

នៅពេលដែលពន្លឺពណ៌សធ្លាក់លើចំនុចបង្វែរ នោះ maxima ទាំងអស់ លើកលែងតែផ្នែកកណ្តាល រលាយទៅជាវិសាលគមមួយ។ ទីតាំងនៃអតិបរមានៃលំដាប់ k សម្រាប់ពន្លឺដែលមានរលក λ ត្រូវបានផ្តល់ដោយ៖

ប្រវែងរលកវែងជាង (λ) កាន់តែឆ្ងាយពីកណ្តាលគឺ kth អតិបរមា។ ដូច្នេះ តំបន់ពណ៌ស្វាយនៃអតិបរមាចម្បងនីមួយៗនឹងត្រូវប្រឈមមុខនឹងចំណុចកណ្តាលនៃលំនាំបង្វែរ ហើយតំបន់ពណ៌ក្រហមនឹងស្ថិតនៅខាងក្រៅ។ ចំណាំថានៅពេលដែលពន្លឺពណ៌សត្រូវបាន decomposed ដោយព្រីមមួយ កាំរស្មី violet ត្រូវបាន deflected កាន់តែខ្លាំង។

ការសរសេររូបមន្តបន្ទះឈើមូលដ្ឋាន (21.4) យើងបានបង្ហាញថា k គឺជាចំនួនគត់។ តើវាអាចធំប៉ុនណា? ចម្លើយចំពោះសំណួរនេះត្រូវបានផ្តល់ដោយវិសមភាព|sinα|< 1. Из формулы (21.5) найдем

ដែល L ជាទទឹងបន្ទះឈើ ហើយ N ជាចំនួនដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល។

ឧទាហរណ៍សម្រាប់ក្រឡាចត្រង្គដែលមានដង់ស៊ីតេ 500 បន្ទាត់ក្នុងមួយមម d = 1/500 mm = 2x10 -6 m. សម្រាប់ពន្លឺពណ៌បៃតងដែលមាន λ = 520 nm = 520x10 -9 m យើងទទួលបាន k< 2х10 -6 /(520 х10 -9) < 3,8. Таким образом, для такой решетки (весьма средней) порядок наблюдаемого максимума не превышает 3.

២១.៥. លក្ខណៈ​នៃ​ការ​បែក​ចែក​ជា​ឧបករណ៍​វិសាលគម

រូបមន្តមូលដ្ឋាននៃ grating diffraction (21.4) ធ្វើឱ្យវាអាចធ្វើទៅបានដើម្បីកំណត់ប្រវែងរលកនៃពន្លឺដោយវាស់មុំαដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងទីតាំងនៃ k-th អតិបរមា។ ដូច្នេះ​ការ​បែងចែក​ពន្លឺ​ធ្វើ​ឱ្យ​វា​អាច​ទទួល​បាន និង​វិភាគ​វិសាលគម​នៃ​ពន្លឺ​ស្មុគ្រស្មាញ។

លក្ខណៈវិសាលគមនៃក្រឡាចត្រង្គ

ការបែកខ្ញែកជ្រុង -តម្លៃស្មើនឹងសមាមាត្រនៃការផ្លាស់ប្តូរមុំដែលការបំភាយអតិបរិមានៃត្រូវបានអង្កេតឃើញចំពោះការផ្លាស់ប្តូរក្នុងរលក៖

ដែល k ជាលំដាប់នៃអតិបរមា α - មុំដែលវាត្រូវបានអង្កេត។

ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ angular គឺខ្ពស់ជាង លំដាប់ k នៃវិសាលគមកាន់តែធំ និងរយៈពេលនៃការកិនកាន់តែតូច (d) ។

ដំណោះស្រាយ(អំណាចដោះស្រាយ) នៃក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ - តម្លៃដែលកំណត់សមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការផ្តល់ឱ្យ

ដែល k គឺជាលំដាប់នៃអតិបរមា ហើយ N គឺជាចំនួនបន្ទាត់បន្ទះឈើ។

វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីរូបមន្តដែលបន្ទាត់បិទដែលបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងវិសាលគមនៃលំដាប់ទីមួយអាចត្រូវបានគេដឹងដោយឡែកពីគ្នានៅក្នុងវិសាលគមនៃលំដាប់ទីពីរឬទីបី។

២១.៦. ការវិភាគកាំរស្មីអ៊ិច

រូបមន្តមូលដ្ឋាននៃ grating diffraction អាចត្រូវបានប្រើមិនត្រឹមតែដើម្បីកំណត់ប្រវែងរលកប៉ុណ្ណោះទេប៉ុន្តែក៏ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហាបញ្ច្រាសផងដែរ - ការស្វែងរក grating diffraction ថេរពីរលកដែលគេស្គាល់។

បន្ទះឈើតាមលំដាប់នៃគ្រីស្តាល់អាចត្រូវបានគេយកជាបន្ទះបំបែក។ ប្រសិនបើស្ទ្រីមនៃកាំរស្មីអ៊ិចត្រូវបានដឹកនាំទៅបន្ទះគ្រីស្តាល់ធម្មតានៅមុំជាក់លាក់មួយθ (រូបភាព 21.7) នោះពួកវានឹងបង្វែរទៅដោយហេតុថាចម្ងាយរវាងចំណុចខ្ចាត់ខ្ចាយ (អាតូម) នៅក្នុងគ្រីស្តាល់ត្រូវគ្នានឹង

រលកនៃកាំរស្មីអ៊ិច។ ប្រសិនបើបន្ទះរូបថតត្រូវបានដាក់នៅចម្ងាយខ្លះពីគ្រីស្តាល់ វានឹងចុះបញ្ជីការជ្រៀតជ្រែកនៃកាំរស្មីដែលឆ្លុះបញ្ចាំង។

ដែល d ជាចំងាយ interplanar ក្នុងគ្រីស្តាល់ θ គឺជាមុំរវាងយន្តហោះ

អង្ករ។ ២១.៧.ការបំភាយនៃកាំរស្មីអ៊ិចនៅលើបន្ទះឈើគ្រីស្តាល់សាមញ្ញ; ចំនុចបង្ហាញពីការរៀបចំអាតូម

កាំរស្មីអ៊ិចគ្រីស្តាល់ និងឧបទ្ទវហេតុ (មុំក្រឡេកមើល) λ គឺជារលកនៃកាំរស្មីអ៊ិច។ ទំនាក់ទំនង (21.11) ត្រូវបានគេហៅថា លក្ខខណ្ឌ Bragg-Wulf ។

ប្រសិនបើប្រវែងរលកកាំរស្មីអ៊ិចត្រូវបានគេដឹងហើយមុំθដែលត្រូវគ្នានឹងលក្ខខណ្ឌ (21.11) ត្រូវបានវាស់នោះចម្ងាយ interplanar (អន្តរអាតូមិច) ឃអាចត្រូវបានកំណត់។ នេះ​គឺ​ផ្អែក​លើ​ការ​វិភាគ​ការ​បំភាយ​កាំរស្មីអ៊ិច។

ការវិភាគកាំរស្មីអ៊ិច -វិធីសាស្រ្តសម្រាប់កំណត់រចនាសម្ព័ន្ធនៃសារធាតុមួយដោយសិក្សាពីគំរូនៃការសាយភាយកាំរស្មី X លើគំរូដែលកំពុងសិក្សា។

គំរូនៃការសាយភាយកាំរស្មីអ៊ិចមានភាពស្មុគ្រស្មាញណាស់ ពីព្រោះគ្រីស្តាល់គឺជាវត្ថុបីវិមាត្រ ហើយកាំរស្មីអ៊ិចអាចបំភាយលើយន្តហោះផ្សេងៗគ្នានៅមុំផ្សេងៗគ្នា។ ប្រសិនបើសារធាតុគឺជាគ្រីស្តាល់តែមួយ នោះលំនាំនៃការបំភាយគឺជាការឆ្លាស់គ្នានៃចំណុចងងឹត (លាតត្រដាង) និងពន្លឺ (មិនបញ្ចេញ) (រូបភាព 21.8, ក)។

ក្នុងករណីនៅពេលដែលសារធាតុគឺជាល្បាយនៃគ្រីស្តាល់តូចៗមួយចំនួនធំ (ដូចនៅក្នុងលោហធាតុ ឬម្សៅ) ស៊េរីនៃចិញ្ចៀនមួយនឹងលេចឡើង (រូបភាព 21.8, ខ) ។ ចិញ្ចៀននីមួយៗត្រូវគ្នាទៅនឹងការបង្វែរអតិបរមានៃលំដាប់ជាក់លាក់មួយ k ខណៈពេលដែលកាំរស្មីត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងទម្រង់ជារង្វង់ (រូបភាព 21.8, ខ) ។

អង្ករ។ ២១.៨.គំរូកាំរស្មីអ៊ិចសម្រាប់គ្រីស្តាល់តែមួយ (ក) គំរូកាំរស្មីអ៊ិចសម្រាប់ប៉ូលីគ្រីស្តាល់ (ខ)

ការវិភាគការបំភាយកាំរស្មីអ៊ិចក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សារចនាសម្ព័ន្ធនៃប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្តផងដែរ។ ឧទាហរណ៍រចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយវិធីសាស្ត្រនេះ។

២១.៧. ការបង្វែរពន្លឺដោយរន្ធរាងជារង្វង់។ ដំណោះស្រាយ Aperture

សរុបសេចក្តីមក ចូរយើងពិចារណាសំណួរនៃការបង្វែរពន្លឺដោយរន្ធមូល ដែលជាចំណាប់អារម្មណ៍ជាក់ស្តែង។ ឧទាហរណ៍ រន្ធ​ភ្នែក​និង​កញ្ចក់​មីក្រូទស្សន៍។ អនុញ្ញាតឱ្យពន្លឺពីប្រភពចំណុចមួយធ្លាក់មកលើកញ្ចក់។ កញ្ចក់គឺជារន្ធដែលអនុញ្ញាតឱ្យឆ្លងកាត់ ផ្នែករលកពន្លឺ។ ដោយ​សារ​ការ​បង្វែរ​នៅ​លើ​អេក្រង់​ដែល​មាន​ទីតាំង​ស្ថិត​នៅ​ពី​ក្រោយ​កញ្ចក់​នោះ លំនាំ​នៃ​ការ​បង្វែរ​នឹង​បង្ហាញ​ក្នុង​រូប។ ២១.៩, ក.

ចំពោះគម្លាតអាំងតង់ស៊ីតេនៃ side maxima គឺតូច។ ចំណុចកណ្តាលអតិបរមាក្នុងទម្រង់ជារង្វង់ភ្លឺ (ចំណុចបង្វែរ) គឺជារូបភាពនៃចំណុចភ្លឺ។

អង្កត់ផ្ចិតនៃចំនុចបង្វែរត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត៖

ដែល f ជាប្រវែងប្រសព្វនៃកញ្ចក់ ហើយ d ជាអង្កត់ផ្ចិតរបស់វា។

ប្រសិនបើពន្លឺពីប្រភពចំណុចពីរធ្លាក់លើរន្ធ (diaphragm) បន្ទាប់មកអាស្រ័យលើចម្ងាយមុំរវាងពួកវា (β) ចំនុចបែកខ្ចាត់ខ្ចាយរបស់ពួកវាអាចត្រូវបានគេដឹងដោយឡែកពីគ្នា (រូបភាព 21.9, ខ) ឬបញ្ចូលគ្នា (រូបភាព 21.9, គ)។

យើងធ្វើបទបង្ហាញដោយគ្មានប្រភពមកពីរូបមន្តដែលផ្តល់នូវរូបភាពដាច់ដោយឡែកនៃប្រភពចំណុចនៅជិតនៅលើអេក្រង់ (ដំណោះស្រាយ diaphragm):

ដែល λ គឺជារលកពន្លឺនៃឧបទ្ទវហេតុ d គឺជាអង្កត់ផ្ចិតនៃជំរៅ (diaphragm) β គឺជាចំងាយមុំរវាងប្រភព។

អង្ករ។ ២១.៩.ការបង្វែរដោយរន្ធរាងជារង្វង់ពីប្រភពពីរ

២១.៨. គោលគំនិត និងរូបមន្តជាមូលដ្ឋាន

ចុងបញ្ចប់នៃតារាង

២១.៩. ភារកិច្ច

1. រលកពន្លឺនៃឧប្បត្តិហេតុនៅលើរន្ធកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះរបស់វាសមនឹងទទឹងនៃរន្ធ 6 ដង។ តើ​ការ​បត់​បែន​ទី ៣ អប្បបរមា​នឹង​ត្រូវ​មើល​ឃើញ​មុំ​មួយ​ណា?

2. កំណត់កំឡុងពេលនៃក្រឡាចត្រង្គដែលមានទទឹង L = 2.5 សង់ទីម៉ែត្រនិងបន្ទាត់ N = 12500 ។ សរសេរចម្លើយរបស់អ្នកជាមីក្រូម៉ែត្រ។

ការសម្រេចចិត្ត

d = L/N = 25,000 µm/12,500 = 2 µm ។ ចម្លើយ៖ d = 2 µm ។

3. តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​ថេរ​នៃ​ការ​បង្វែរ​ខ្សែ​បន្ទាត់​ក្រហម (700 nm) ក្នុង​វិសាលគម​លំដាប់​ទី 2 ឃើញ​នៅ​មុំ 30°?

4. ក្រឡាចត្រង្គ diffraction មាន N = 600 បន្ទាត់ក្នុងមួយ L = 1 mm ។ ស្វែងរកលំដាប់ធំបំផុតនៃវិសាលគមសម្រាប់ពន្លឺដែលមានរលកពន្លឺ λ = 600 nm ។

5. ពន្លឺពណ៌ទឹកក្រូចនៅ 600 nm និងពន្លឺពណ៌បៃតងនៅ 540 nm ឆ្លងកាត់ grating បង្វែរដែលមាន 4000 បន្ទាត់ក្នុងមួយសង់ទីម៉ែត្រ។ តើអ្វីទៅជាចំងាយមុំរវាងពណ៌ទឹកក្រូច និងពណ៌បៃតង៖ ក) លំដាប់ទីមួយ; ខ) លំដាប់ទីបី?

Δα \u003d α op - α z \u003d 13.88 ° - 12.47 ° \u003d 1.41 °។

6. ស្វែងរកលំដាប់ខ្ពស់បំផុតនៃវិសាលគមសម្រាប់បន្ទាត់សូដ្យូមពណ៌លឿង λ = 589 nm ប្រសិនបើបន្ទះឈើថេរគឺ d = 2 μm។

ការសម្រេចចិត្ត

ចូរនាំ d និង λ ទៅជាឯកតាដូចគ្នា៖ d = 2 µm = 2000 nm ។ តាមរូបមន្ត (២១.៦) យើងរកឃើញ k< d/λ = 2000/ 589 = 3,4. ចម្លើយ៖ k = ៣.

7. ការ grating diffraction ជាមួយ N = 10,000 slots ត្រូវបានប្រើដើម្បីសិក្សាវិសាលគមពន្លឺនៅក្នុងតំបន់ 600 nm ។ ស្វែងរកភាពខុសគ្នានៃរលកអប្បបរមា ដែលអាចត្រូវបានរកឃើញដោយក្រឡាចត្រង្គបែបនេះ នៅពេលសង្កេតមើលលំដាប់អតិបរមាលំដាប់ទីពីរ។

ក្រឡាចត្រង្គបង្វែរគឺជាបណ្តុំនៃរន្ធដូចគ្នាបេះបិទមួយចំនួនធំដែលមានគម្លាតនៅចម្ងាយដូចគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមក (រូបភាព 130.1)។ ចម្ងាយ d រវាងចំណុចកណ្តាលនៃរន្ធដែលនៅជាប់គ្នាត្រូវបានគេហៅថារយៈពេល grating ។

អនុញ្ញាតឱ្យយើងដាក់កែវ converging ស្របទៅនឹង grating នៅក្នុងយន្តហោះប្រសព្វដែលយើងដាក់អេក្រង់។ ចូរយើងស្វែងយល់ពីលក្ខណៈនៃលំនាំនៃការបង្វែរដែលបានទទួលនៅលើអេក្រង់ នៅពេលដែលរលកពន្លឺនៃយន្តហោះកើតឡើងនៅលើក្រឡាចត្រង្គ (សម្រាប់ភាពសាមញ្ញ យើងនឹងសន្មត់ថារលកគឺកើតឡើងនៅលើក្រឡាចត្រង្គជាធម្មតា)។ រន្ធនីមួយៗនឹងផ្តល់ឱ្យនៅលើអេក្រង់នូវរូបភាពដែលបានពិពណ៌នាដោយខ្សែកោងដែលបង្ហាញក្នុងរូប។ ១២៩.៣.

រូបភាពពីរន្ធទាំងអស់នឹងធ្លាក់នៅលើកន្លែងតែមួយនៅលើអេក្រង់ (ដោយមិនគិតពីទីតាំងនៃរន្ធនោះទេ ចំនុចកណ្តាលអតិបរមាគឺទល់នឹងកណ្តាលនៃកញ្ចក់)។ ប្រសិនបើលំយោលមកដល់ចំណុច P ពីរន្ធផ្សេងៗមិនស៊ីសង្វាក់គ្នានោះ លំនាំលទ្ធផលពីរន្ធ N នឹងខុសពីលំនាំដែលបង្កើតដោយរន្ធមួយតែប៉ុណ្ណោះ ដែលអាំងតង់ស៊ីតេទាំងអស់នឹងកើនឡើងដោយកត្តា N ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ លំយោលពីរន្ធផ្សេងគ្នាគឺមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាច្រើនឬតិច។ ដូច្នេះអាំងតង់ស៊ីតេលទ្ធផលនឹងខុសគ្នាពី - អាំងតង់ស៊ីតេដែលបង្កើតឡើងដោយរន្ធមួយ; សូមមើល (129.6)) ។

នៅក្នុងអ្វីដែលបន្ទាប់ យើងនឹងសន្មត់ថាកាំនៃភាពស៊ីសង្វាក់គ្នានៃរលកឧបទ្ទវហេតុគឺធំជាងប្រវែងនៃក្រឡាចត្រង្គ ដូច្នេះហើយការយោលពីរន្ធទាំងអស់អាចចាត់ទុកថាមានភាពស៊ីសង្វាក់គ្នាដោយគោរពគ្នាទៅវិញទៅមក។ ក្នុងករណីនេះលំយោលជាលទ្ធផលនៅចំណុច P ទីតាំងដែលត្រូវបានកំណត់ដោយមុំគឺជាផលបូកនៃលំយោល N ជាមួយនឹងទំហំដូចគ្នាដែលផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងដំណាក់កាលដោយចំនួនដូចគ្នា។ យោងតាមរូបមន្ត (124.5) អាំងតង់ស៊ីតេនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះគឺស្មើនឹង

(ក្នុងករណីនេះដើរតួនាទី) ។

ពីរូបភព។ 130.1 វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាភាពខុសគ្នានៃផ្លូវពីរន្ធដែលនៅជាប់គ្នាគឺដូច្នេះភាពខុសគ្នានៃដំណាក់កាល

(130.2)

ដែល k គឺជាប្រវែងរលកនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកដែលបានផ្តល់ឱ្យ។

ការជំនួសទៅជារូបមន្ត (130.1) កន្សោម (129.6) សម្រាប់ និង (130.2) សម្រាប់ យើងទទួលបាន

(គឺ​ជា​អាំងតង់ស៊ីតេ​ដែល​បង្កើត​ឡើង​ដោយ​រន្ធ​មួយ​ទល់​នឹង​កណ្តាល​កញ្ចក់)។

កត្តាទី 1 នៅក្នុង (130.3) បាត់នៅចំនុចដែល

នៅចំណុចទាំងនេះអាំងតង់ស៊ីតេដែលបង្កើតឡើងដោយស្នាមប្រេះនីមួយៗដាច់ដោយឡែកគឺស្មើនឹងសូន្យ (សូមមើលលក្ខខណ្ឌ (129.5)) ។

កត្តាទីពីរនៅក្នុង (130.3) យកតម្លៃនៅចំណុចដែលបំពេញលក្ខខណ្ឌ

(សូមមើល (124.7)) ។ សម្រាប់ទិសដៅដែលកំណត់ដោយលក្ខខណ្ឌនេះ រំញ័រពីរន្ធនីមួយៗពង្រឹងគ្នាទៅវិញទៅមក ដែលជាលទ្ធផលដែលទំហំនៃរំញ័រនៅចំណុចដែលត្រូវគ្នានៃអេក្រង់គឺស្មើនឹង

(130.6)

ទំហំនៃរំញ័រដែលបញ្ជូនដោយរន្ធដោតមួយនៅមុំមួយ។

លក្ខខណ្ឌ (130.5) កំណត់ទីតាំងនៃអាំងតង់ស៊ីតេអតិបរមាដែលហៅថាចម្បង។ លេខផ្តល់លំដាប់នៃអតិបរមាចម្បង។ មានតែលំដាប់សូន្យតែមួយប៉ុណ្ណោះ លំដាប់អតិបរមាមានពីរនៃការបញ្ជាទិញទី 1 ទី 2 ។ល។

សមីការ Squaring (130.6) យើងទទួលបានថាអាំងតង់ស៊ីតេនៃ maxima សំខាន់គឺច្រើនដងជាងអាំងតង់ស៊ីតេដែលបានបង្កើតក្នុងទិសដៅនៃរន្ធដោតមួយ៖

(130.7)

បន្ថែមពីលើអប្បបរមាដែលបានកំណត់ដោយលក្ខខណ្ឌ (130.4) មានអប្បបរមាបន្ថែមនៅក្នុងចន្លោះពេលរវាងអតិបរមាដែលនៅជិតខាង។ អប្បបរមាទាំងនេះកើតឡើងក្នុងទិសដៅទាំងនោះដែលលំយោលពីរន្ធនីមួយៗលុបចោលគ្នាទៅវិញទៅមក។ អនុលោមតាមរូបមន្ត (124.8) ទិសដៅនៃអប្បបរមាបន្ថែមត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខខណ្ឌ

ក្នុងរូបមន្ត (130.8) k យកតម្លៃចំនួនគត់ទាំងអស់ លើកលែងតែ N, 2N, ..., i.e. លើកលែងតែលក្ខខណ្ឌដែល (130.8) ក្លាយជា (130.5)។

លក្ខខណ្ឌ (130.8) មានភាពងាយស្រួលក្នុងការទទួលបានដោយវិធីសាស្រ្តនៃការបូកសរុបក្រាហ្វិកនៃលំយោល។ រំញ័រពីរន្ធនីមួយៗត្រូវបានតំណាងដោយវ៉ិចទ័រដែលមានប្រវែងដូចគ្នា។ យោងតាម ​​(130.8) វ៉ិចទ័របន្តបន្ទាប់នីមួយៗត្រូវបានបង្វិលទាក់ទងទៅមួយមុនដោយមុំដូចគ្នា

ដូច្នេះក្នុងករណីទាំងនោះដែល k មិនមែនជាពហុគុណនៃ N យើងដោយភ្ជាប់ការចាប់ផ្តើមនៃវ៉ិចទ័របន្ទាប់ទៅចុងបញ្ចប់នៃមុន នឹងទទួលបានបន្ទាត់ខូចបិទដែលធ្វើឱ្យ k (នៅ) ឬបត់មុនចុងបញ្ចប់។ នៃវ៉ិចទ័រ Nth ស្ថិតនៅលើការចាប់ផ្តើមនៃទី 1 ។ ដូច្នោះហើយទំហំលទ្ធផលគឺស្មើនឹងសូន្យ។

នេះត្រូវបានពន្យល់នៅក្នុងរូបភព។ 130.2 ដែលបង្ហាញពីផលបូកនៃវ៉ិចទ័រសម្រាប់ករណី និងតម្លៃស្មើនឹង 2 និង

មានកម្រិតខ្ពស់បន្ទាប់បន្សំខ្សោយរវាងកម្រិតទាបបន្ថែម។ ចំនួនអតិបរមាបែបនេះក្នុងមួយចន្លោះរវាង maxima សំខាន់ដែលនៅជិតគឺ . នៅក្នុង§ 124 វាត្រូវបានបង្ហាញថាអាំងតង់ស៊ីតេនៃអតិបរមាបន្ទាប់បន្សំមិនលើសពីអាំងតង់ស៊ីតេនៃអតិបរមាចម្បងដែលនៅជិតបំផុត។

នៅលើរូបភព។ 130.3 គឺជាក្រាហ្វនៃអនុគមន៍ (130.3) សម្រាប់ខ្សែកោងចំនុចដែលឆ្លងកាត់ផ្នែកខាងលើនៃ maxima មេពណ៌នាអំពីអាំងតង់ស៊ីតេពីរន្ធដោតមួយ គុណនឹង (សូមមើល (130.7))។ ជាមួយនឹងសមាមាត្រនៃកំឡុងពេលក្រឡាប់ទៅនឹងទទឹងរន្ធដែលថតក្នុងរូប ការបញ្ជាទិញអតិបរមានៃទី 3 ទី 6 ។

ជាទូទៅ វាធ្វើតាមរូបមន្ត (130.4) និង (130.5) ដែលអតិបរមាចម្បងនៃលំដាប់នឹងធ្លាក់ចុះយ៉ាងហោចណាស់ពីរន្ធមួយ ប្រសិនបើសមភាពត្រូវបានបំពេញ៖ ឬវាអាចទៅរួចប្រសិនបើវាស្មើនឹងសមាមាត្រនៃចំនួនគត់ពីរ និង s (ចំណាប់អារម្មណ៍ជាក់ស្តែងគឺជាករណីនៅពេលដែលលេខទាំងនេះតូច)។

បន្ទាប់មកអតិបរិមានៃការបញ្ជាទិញនឹងត្រូវដាក់ពីលើអប្បបរមាពីរន្ធមួយ អតិបរមានៃការបញ្ជាទិញនៅលើអប្បបរមា ហើយដូច្នេះនៅលើ ជាលទ្ធផលនៃអតិបរមានៃការបញ្ជាទិញ។ល។ នឹងអវត្តមាន។

ចំនួនអតិបរិមានៃចម្បងដែលបានសង្កេតត្រូវបានកំណត់ដោយសមាមាត្រនៃរយៈពេល grating d ទៅរលក X ។ ម៉ូឌុលមិនអាចលើសពីការរួបរួមបានទេ។ ដូច្នេះរូបមន្ត (130.5) បង្កប់ន័យនោះ។

អនុញ្ញាតឱ្យយើងកំណត់ទទឹងមុំនៃកណ្តាល (សូន្យ) អតិបរមា។ ទីតាំងនៃអប្បបរមាបន្ថែមដែលនៅជិតបំផុតត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខខណ្ឌ (សូមមើលរូបមន្ត (130.8)) ។ ដូច្នេះ មីនីម៉ាទាំងនេះត្រូវគ្នាទៅនឹងតម្លៃដែលស្មើនឹង។ ដូច្នេះសម្រាប់ទទឹងមុំនៃអតិបរមាកណ្តាល យើងទទួលបានកន្សោម

(130.10)

(យើងបានប្រើការពិតដែលថា) ។

ទីតាំងនៃអប្បបរមាបន្ថែមដែលនៅជិតបំផុតនៃលំដាប់ចម្បងគឺត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខខណ្ឌ: . ពីនេះ កន្សោមខាងក្រោមត្រូវបានទទួលសម្រាប់ទទឹងមុំនៃអតិបរមា៖

តាមរយៈការណែនាំកំណត់ចំណាំ រូបមន្តនេះអាចត្រូវបានតំណាងជាទម្រង់

ជាមួយនឹងចំនួនរន្ធច្រើនតម្លៃនឹងតូចណាស់។ ដូច្នេះយើងអាចដាក់ការជំនួសនៃតម្លៃទាំងនេះនៅក្នុងរូបមន្ត (130.11) នាំឱ្យមានការបញ្ចេញមតិប្រហាក់ប្រហែល។

នៅពេលដែលកន្សោមនេះចូលទៅក្នុង (130.10) ។

ផលិតផលផ្តល់នូវប្រវែងនៃក្រឡាចត្រង្គ diffraction ។ ដូច្នេះ​ទទឹង​មុំ​នៃ​អតិបរមា​មេ​គឺ​សមាមាត្រ​ច្រាស​ទៅ​នឹង​ប្រវែង​ក្រឡាចត្រង្គ។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃលំដាប់អតិបរមាទទឹងកើនឡើង។

ទីតាំងនៃ maxima ចម្បងអាស្រ័យលើប្រវែងរលក X. ដូច្នេះនៅពេលដែលពន្លឺពណ៌សឆ្លងកាត់ grating នោះ maxima ទាំងអស់ លើកលែងតែកណ្តាលមួយ decompose ទៅជាវិសាលគម ចុងបញ្ចប់ violet ដែលប្រឈមមុខនឹងចំនុចកណ្តាលនៃ disfraction pattern ។ ចុងក្រហមខាងក្រៅ។

ដូច្នេះ ឧបករណ៍បំប៉ោង គឺជាឧបករណ៍វិសាលគម។ សូមចំណាំថា ខណៈពេលដែលកញ្ចក់ព្រីមមួយបង្វែរកាំរស្មី violet ច្រើនបំផុត ផ្ទុយទៅវិញ កញ្ចក់ឆ្លុះបង្វែរកាំរស្មីក្រហមច្រើនបំផុត។

នៅលើរូបភព។ 130.4 បង្ហាញគ្រោងការណ៍នៃការបញ្ជាទិញដែលបានផ្តល់ឱ្យដោយក្រឡាចត្រង្គនៅពេលដែលពន្លឺពណ៌សឆ្លងកាត់វា។ នៅកណ្តាលស្ថិតនៅលំដាប់សូន្យតូចចង្អៀតអតិបរមា; គែមរបស់វាមានពណ៌តែប៉ុណ្ណោះ (យោងទៅតាម (130.10) អាស្រ័យលើ ) ។ នៅលើផ្នែកទាំងពីរនៃអតិបរិមាកណ្តាល មានវិសាលគមពីរនៃលំដាប់ទី 1 បន្ទាប់មកវិសាលគមពីរនៃលំដាប់ទីពីរ។

ដែល d ស្ថិតនៅក្នុងមីក្រូម៉ែត្រ បានផ្តល់ថា

លំដាប់នៃវិសាលគមត្រួតលើគ្នាដោយផ្នែក។ ពីវិសមភាព វាប្រែថា ដូច្នេះ ការត្រួតលើគ្នាដោយផ្នែកចាប់ផ្តើមជាមួយនឹងវិសាលគមនៃការបញ្ជាទិញទី 2 និងទី 3 (សូមមើលរូប 130.4 ដែលក្នុងនោះ ដើម្បីភាពច្បាស់លាស់ វិសាលគមនៃការបញ្ជាទិញផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទាក់ទងគ្នាទៅវិញទៅមកតាមបណ្តោយបញ្ឈរ) ។

លក្ខណៈសំខាន់នៃឧបករណ៍វិសាលគមណាមួយគឺការបែកខ្ញែក និងអំណាចដោះស្រាយរបស់វា។ ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយកំណត់ចម្ងាយមុំ ឬលីនេអ៊ែររវាងខ្សែវិសាលគមពីរដែលខុសគ្នាក្នុងប្រវែងរលកក្នុងមួយឯកតា (ឧទាហរណ៍ 1 A)។ ថាមពលដោះស្រាយកំណត់ភាពខុសគ្នានៃរលកអប្បបរមា ដែលបន្ទាត់ពីរត្រូវបានយល់ឃើញដាច់ដោយឡែកពីគ្នាក្នុងវិសាលគម។

ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយមុំគឺជាបរិមាណ

តើចម្ងាយមុំរវាងបន្ទាត់វិសាលគមដែលខុសគ្នាក្នុងប្រវែងរលកដោយ .

ដើម្បីស្វែងរកការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយមុំនៃក្រឡាចត្រង្គបង្វែរ យើងបែងចែកលក្ខខណ្ឌ (130.5) នៃអតិបរិមានៅខាងឆ្វេងដោយគោរពទៅខាងស្តាំដោយគោរពតាម . លុបសញ្ញាដក យើងទទួលបាន

នៅក្នុងមុំតូចដូច្នេះអ្នកអាចដាក់

វាធ្វើតាមពីកន្សោមលទ្ធផលដែលការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយមុំគឺសមាមាត្រច្រាសទៅនឹងរយៈពេល grating ឃ។ លំដាប់នៃវិសាលគមកាន់តែខ្ពស់ ការបែកខ្ញែកកាន់តែធំ។

ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយលីនេអ៊ែរគឺជាបរិមាណ

តើចម្ងាយលីនេអ៊ែរនៅលើអេក្រង់ ឬនៅលើផ្លាករូបថតរវាងខ្សែវិសាលគមដែលខុសគ្នាក្នុងប្រវែងរលកនៅក្នុងរូបភព។ 130.5 វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាសម្រាប់តម្លៃតូចនៃមុំ យើងអាចដាក់ តើប្រវែងប្រសព្វនៃកែវថតដែលប្រមូលកាំរស្មីឌីផេរ៉ង់ស្យែលនៅលើអេក្រង់នៅឯណា។

ដូច្នេះការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយលីនេអ៊ែរគឺទាក់ទងទៅនឹងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយមុំ D ដោយទំនាក់ទំនង

ដោយគិតពីកន្សោម (130.15) យើងទទួលបានរូបមន្តខាងក្រោមសម្រាប់ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយលីនេអ៊ែរនៃក្រឡាចត្រង្គ diffraction (នៅតម្លៃតូច):

(130.17)

អំណាចដោះស្រាយនៃឧបករណ៍វិសាលគមគឺជាបរិមាណគ្មានវិមាត្រ

តើភាពខុសគ្នាអប្បរមារវាងរលកនៃខ្សែវិសាលគមពីរ ដែលបន្ទាត់ទាំងនេះត្រូវបានយល់ឃើញដោយឡែកពីគ្នា។

លទ្ធភាពនៃដំណោះស្រាយ (ឧទាហរណ៍ការយល់ឃើញដាច់ដោយឡែក) នៃបន្ទាត់វិសាលគមជិតស្និទ្ធពីរគឺមិនត្រឹមតែអាស្រ័យលើចម្ងាយរវាងពួកវាប៉ុណ្ណោះទេ (ដែលត្រូវបានកំណត់ដោយការបែកខ្ញែកនៃឧបករណ៍) ប៉ុន្តែក៏មានទទឹងនៃវិសាលគមអតិបរមាផងដែរ។ នៅលើរូបភព។ 130.6 បង្ហាញពីអាំងតង់ស៊ីតេលទ្ធផល (ខ្សែកោងរឹង) ដែលសង្កេតឃើញនៅពេលដែលអតិបរមាជិតពីរត្រូវបានដាក់ពីលើ (ខ្សែកោងដាច់ៗ)។ ក្នុងករណី a, អតិបរមាទាំងពីរត្រូវបានយល់ថាជាមួយ។ ក្នុងករណីរវាងអតិបរមាគឺអប្បបរមា។ អតិបរមាជិតស្និទ្ធពីរត្រូវបានដឹងដោយភ្នែកដោយឡែកពីគ្នាប្រសិនបើអាំងតង់ស៊ីតេក្នុងចន្លោះពេលរវាងពួកវាមិនលើសពី 80% នៃអាំងតង់ស៊ីតេអតិបរមា។ យោងតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យដែលបានស្នើឡើងដោយ Rayleigh សមាមាត្រនៃអាំងតង់ស៊ីតេបែបនេះកើតឡើងប្រសិនបើពាក់កណ្តាលនៃអតិបរមាមួយស្របគ្នាជាមួយនឹងគែមនៃមួយទៀត (រូបភាព 130.6, ខ) ។ ការរៀបចំគ្នាទៅវិញទៅមកនៃ maxima បែបនេះត្រូវបានទទួលនៅតម្លៃជាក់លាក់មួយ (សម្រាប់ឧបករណ៍ដែលបានផ្តល់ឱ្យ) នៃ .

ដូច្នេះ អំណាចដោះស្រាយនៃក្រឡាចត្រង្គ diffraction គឺសមាមាត្រទៅនឹងលំដាប់នៃវិសាលគម និងចំនួនរន្ធ។

នៅលើរូបភព។ 130.7 ប្រៀបធៀបគំរូនៃការបំភាយដែលទទួលបានសម្រាប់បន្ទាត់វិសាលគមពីរដោយប្រើ gratings ដែលខុសគ្នានៅក្នុងតម្លៃនៃការបែកខ្ញែក D និងថាមពលដោះស្រាយ R. Gratings I ទៅ II មានថាមពលដោះស្រាយដូចគ្នា (ពួកគេមានចំនួនរន្ធ N ដូចគ្នា) ប៉ុន្តែការបែកខ្ញែកខុសគ្នា (បន្ទះឈើ I មានរយៈពេល d ធំជាង 2 ដង រៀងគ្នា ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ D គឺតូចជាងពីរដងនៃក្រឡាចត្រង្គ II) ។ Gratings II និង III មានការបែកខ្ញែកដូចគ្នា (ពួកគេមាន d ដូចគ្នា) ប៉ុន្តែថាមពលដោះស្រាយខុសគ្នា (ចំនួនរន្ធ N ក្នុង grating និងថាមពលដោះស្រាយ R គឺពីរដងនៃ grating III) ។

ឧបករណ៍បំប៉ោងមានតម្លាភាព និងឆ្លុះបញ្ចាំង។ ក្រឡាចត្រង្គថ្លាត្រូវបានធ្វើពីកញ្ចក់ ឬចានរ៉ែថ្មខៀវ នៅលើផ្ទៃរបស់វា ដោយមានជំនួយពីម៉ាស៊ីនពិសេស ស៊េរីនៃការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលស្របគ្នាត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងឧបករណ៍កាត់ពេជ្រ។ គម្លាតរវាងជំងឺដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលបម្រើជាស្នាមរន្ធ។

ការឆ្លុះកញ្ចក់ត្រូវបានអនុវត្តជាមួយនឹងឧបករណ៍កាត់ពេជ្រនៅលើផ្ទៃកញ្ចក់ដែក។ ពន្លឺធ្លាក់លើកញ្ចក់ឆ្លុះបញ្ឆិតបញ្ឆៀង។ ក្នុងករណីនេះ ចង្រ្កានដែលមានកំឡុងពេល d ធ្វើសកម្មភាពតាមរបៀបដូចគ្នាទៅនឹងក្រឡាចត្រង្គថ្លាដែលមានរយៈពេលដែលជាមុំនៃឧប្បត្តិហេតុនឹងធ្វើសកម្មភាពនៅក្រោមឧប្បត្តិហេតុនៃពន្លឺធម្មតា។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យអ្នកសង្កេតមើលវិសាលគមនៅពេលដែលពន្លឺត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំង ឧទាហរណ៍ពីកំណត់ត្រា gramophone ដែលមានតែពីរបីដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាល (ចង្អូរ) ក្នុង 1 ម. grating ដែលខ្លួនវាផ្ទាល់ (ដោយគ្មានកញ្ចក់) ផ្តោតទៅលើវិសាលគមនៃការបង្វែរ។

ការតោងដ៏ល្អបំផុតមានរហូតដល់ 1200 បន្ទាត់ក្នុង 1 ម។ វាធ្វើតាមរូបមន្ត (130.9) ដែលវិសាលគមលំដាប់ទីពីរនៅក្នុងពន្លឺដែលអាចមើលឃើញមិនត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅអំឡុងពេលនោះ។ ចំនួនសរុបនៃការដាច់សរសៃឈាមខួរក្បាលនៅក្នុងក្រឡាចត្រង្គបែបនេះឈានដល់ 200 ពាន់ (ប្រវែងប្រហែល 200 មម) ។ នៅចំនុចប្រសព្វនៃឧបករណ៍ប្រវែងនៃវិសាលគមដែលអាចមើលឃើញនៃលំដាប់ទី 1 គឺនៅក្នុងករណីនេះលើសពី 700 មីលីម៉ែត្រ។