Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 136. Дифракционная решетка как спектральный прибор.

E-mail Печать PDF
Из формулы (135.2) следует, что для данной длины волны l может наблюдаться несколько максимумов. Направление, соответствующее n=0, есть j=0; это — направление первоначального пучка. Соответствующий максимум носит название максимума нулевого порядка; на рис. 280 ему соответствует точка S0. При n=1 имеем: sinj1=l/d, при n=—1, sinj'1=—l/d, т. е. имеются два максимума первого порядка, расположенных симметрично по обеим сторонам нулевого максимума (точки S1 и S'1 на рис. 280). При n=±2 найдем sinj2=2l/d и sinj'2=—2l/d, т. е. два симметричных максимума второго порядка (точки S2 и S'2 на рис. 280), и т. д.

Отсюда непосредственно следует, что для волн разной длины l положения максимумов нулевого порядка, соответствующие j=0, совпадают, а положения максимумов первого, второго и т. д. порядков различны: чем больше l, тем больше соответствующие j. Таким образом, более длинные волны дают изображения щели, дальше расположенные от нулевого максимума. Если на щель S (рис. 280) падает сложный свет (например, белый), то в плоскости экрана ММ мы получим ряд цветных изображений щели, расположенных в порядке возрастающих длин волн. На месте нулевого максимума, где сходятся все длины волн, будем иметь изображение щели в белом свете, а по обе стороны его развернутся цветные полосы от фиолетовых до красных (спектры первого порядка); несколько дальше расположатся вторые цветные полосы (спектры второго порядка) и т. д.

Так как длина волны красного цвета около 760 нм, а фиолетового около 400 нм, то красный конец спектра второго порядка накладывается на спектр третьего порядка. Еще сильнее перекрываются спектры высших порядков. Рис. V (см. форзац) дает схематическое изображение спектра, полученное с помощью дифракционной решетки. Легко видеть, что этот рисунок, представляющий результаты опыта, подтверждает все полученные выше выводы.

Если период решетки d мал, то соответствующие значения j велики; точно так же при малом d велика и разность двух значений j для волн различной длины. Таким образом, уменьшение периода решетки увеличивает угловое расстояние между максимумами различных длин волн. Если свет, падающий на щель, представляет смесь различных длин волн l1, l2, l3 и т. д., то при помощи дифракционной решетки можно более или менее полно разделить эти длины волн. Чем больше общий размер решетки, т. е. чем больше полосок она содержит, тем выше качество решетки: увеличение числа полосок увеличивает количество пропускаемого решеткой света (максимумы становятся ярче) и улучшает разделение излучений близких длин волн (максимумы становятся резче).

Зная период дифракционной решетки, можно ее использовать для определения длины световой волны, измерив угол j, определяющий положение максимума данного порядка. В таком случае из соотношения dsinj=nl найдем
(136.1)
Измерение длины световой волны при помощи дифракционных решеток принадлежит к числу наиболее точных.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: