Дифракция Фраунгофера на одномерной дифракционной решетке.
Дифракционная картина на решетке определяется как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех щелей, т.е. в дифракционной решетке осуществляется многолучевая интерференция когерентных дифрагированных пучков света, идущих от всех щелей.
Так как щели находятся друг от друга на одинаковых расстояниях, то разности хода лучей, идущих от двух соседних щелей, будут для данного направления
Если дифракционная решетка состоит из N условием главных минимумов является условие (14.2), условием главных максимумов —условие (14.7), условием дополнительных минимумов где Чем больше щелей N, тем большее количество световой энергии пройдет через решетку, тем больше минимумов образуется между соседними главными максимумами, тем, следовательно, более интенсивными и более острыми будут максимумы. Интенсивность главных максимумов растет пропорционально Число главных максимумов (так как модуль sin Положение главных максимумов зависит от длины волны Дифракционные решетки, используемое в различных областях спектра, различается размерами, формой, материалом поверхности, профилем штрихов и их частотой (от 6000 до 0,25 штрих/мм, что позволяет перекрывать область спектра от ультрафиолетовой его части до инфракрасной). Например, ступенчатый профиль решетки позволяет концентрировать основную часть падающей энергии в направлении одного определенного ненулевого порядка. Если плоская волна падает на дифракционную решетку под углом
|
Опр. 14.2. Одномерная дифракционная решетка — система параллельных щелей равной ширины, лежащих в одной плоскости и разделенных равными по ширине непрозрачными промежутками.
Опр. 14.3. Постоянной (периодом) дифракционной решетки называется величина d=a+b, где a - ширина каждой щели, а b - ширина непрозрачных участков между щелями.
одинаковы в пределах всей дифракционной решетки:
(14.5’)
щелей, (где l - длина решетки), то
(m=1, 2, 3,...),
(m=0, 1, 2,…)
(14.8)
Следовательно, в случае N щелей между двумя главными максимумами располагается N— 1 дополнительных минимумов, разделенных вторичными максимумами, создающими весьма слабый фон.
.
) 
(14.9)
. Поэтому при пропускании через решетку белого света все максимумы, кроме центрального (т=0), разложатся в спектр, фиолетовая область которого будет обращена к центру дифракционной картины, красная — наружу. Это свойство дифракционной решетки используется для исследования спектрального состава света (определения длин волн и интенсивностей всех монохроматических компонентов), - дифракционная решетка может быть использована как спектральный прибор.
, то условие главных максимумов:
(m=0, 1, 2,…) (14.7’)
