కుంభాకార వైపు ఒక ఫ్లాట్ గాజు ప్లేట్ మీద ఉంచుతారు. వాటి మధ్య ఒక గాలి ఖాళీ ఏర్పడుతుంది, దీని మందం మధ్యలో నుండి అంచుల వరకు పెరుగుతుంది (Fig. 1).
లెన్స్‌పై మోనోక్రోమటిక్ లైట్ పడితే |
||||
కాంతి, అప్పుడు తరంగాలు ఎగువ నుండి ప్రతిబింబిస్తాయి మరియు |
||||
ఈ గాలి అంతరం యొక్క దిగువ సరిహద్దు, |
||||
ప్రతి ఇతర జోక్యం, మరియు తేడా ఉంటుంది |
||||
వాటి మధ్య స్ట్రోక్ మందం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది |
||||
ఈ స్థలంలో గాలి ఖాళీ. | ||||
ప్రతిబింబిస్తుంది లో | ||||
కింది చిత్రం గమనించబడింది: మధ్యలో - |
||||
ప్రత్యామ్నాయం చుట్టూ చీకటి ప్రదేశం |
||||
కేంద్రీకృత కాంతి మరియు | ||||
జోక్యం | ఉంగరాలు | తగ్గుతోంది |
||
మందం. ప్రసారం చేయబడిన కాంతిలో చిత్రం విరుద్ధంగా ఉంటుంది: మధ్యలో ఉన్న ప్రదేశం తేలికగా ఉంటుంది మరియు అన్ని కాంతి వలయాలు చీకటి వాటితో భర్తీ చేయబడతాయి మరియు దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటాయి. సాంప్రదాయిక కాంతి వనరులను ఉపయోగించినప్పుడు జోక్యం నమూనా, ఉదాహరణకు, ప్రకాశించే దీపాలు, సాధారణంగా పరిమాణంలో చిన్నవి (r< 10-3 м), поскольку с увеличением толщины воздушной прослойки ее контрастность падает. Поэтому для обычных источников света при наблюдении используют микроскоп. Это связано с низкой когерентностью обычных источников. Использование лазера позволяет проецировать интерференционную картину на стену и измерять радиусы колец обычной линейкой.
ఈ పనిలో, పరిశీలనలు ప్రతిబింబించే కాంతిలో చేయబడతాయి. సెంట్రల్ స్పాట్ సున్నాగా పరిగణించబడుతుంది మరియు చీకటి మరియు తేలికపాటి రింగుల సంఖ్య విడిగా నిర్వహించబడుతుంది. ఈ విధంగా, మనకు 1వ, 2వ, ... mth చీకటి వలయాలు మరియు 1వ, 2వ, ... mth కాంతి వలయాలు ఉన్నాయి.
గాలి గ్యాప్ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ ఉపరితలాల నుండి ప్రతిబింబించే తరంగాల మధ్య, అంటే I మరియు II కిరణాల మధ్య (Fig. 1) జోక్యం ఏర్పడుతుంది.
ఈ కిరణాల యొక్క ఆప్టికల్ మార్గం వ్యత్యాసం δ m గాలి గ్యాప్ వల్ల ఏర్పడుతుంది
ఇక్కడ గాలి యొక్క సంపూర్ణ వక్రీభవన సూచిక ఏకత్వానికి సమానంగా తీసుకోబడుతుంది మరియు λ /2 అనే పదం ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మాధ్యమం (అంజీర్ 1లోని పాయింట్ L వద్ద రే I) నుండి ప్రతిబింబించిన తర్వాత π ద్వారా దశ మార్పు కారణంగా వస్తుంది. లెన్స్ యొక్క ఉపరితలంపై కాంతి కిరణాల సంభవం యొక్క చిన్న కోణాన్ని, అలాగే సంబంధిత త్రిభుజాల సారూప్యత నుండి మనం అంచనా వేయవచ్చు: r m /R =δ m /r m. దీని నుండి మనం r m = R δ m అని చూస్తాము.
చివరి సమానత్వం, సంబంధం (3) మరియు షరతులు (1), (2) ప్రతిబింబించే కాంతిలో m-th కాంతి (rm కాంతి) మరియు m-th చీకటి (rm) న్యూటన్ రింగుల వ్యాసార్థాలు సమానంగా ఉంటాయి:
(m - k) λ
− r k 2
ఇక్కడ m అనేది రింగ్ నంబర్.
m-th మరియు k-th డార్క్ రింగుల కోసం ఫార్ములా (5)ని వరుసగా వ్రాయడం ద్వారా, ప్లానో-కుంభాకార లెన్స్ యొక్క వక్రత యొక్క వ్యాసార్థం కోసం మేము వ్యక్తీకరణను కనుగొనవచ్చు:
R = m, (m− k)λ
ఇక్కడ λ అనేది ఏకవర్ణ కాంతి యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం.
ఫార్ములా (6) కింది ఫారమ్‌ను ఇవ్వడం ద్వారా గణనను నిర్వహించడం మరింత సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది:
R = (rm + rk) (rm - rk).
3) ఆప్టికల్ మూలకాలతో రేటర్లు వ్యవస్థాపించబడిన ఆప్టికల్ రైలు.
పరిశీలన తెర | ఆప్టికల్ | కలిగి ఉంటుంది | ||||||
ప్లానో-కుంభాకార | ||||||||
గాజు | రికార్డులు. | |||||||
సిస్టమ్ సంఖ్య 2 ద్వారా సూచించబడుతుంది. లెన్స్ మరియు ప్లేట్ సర్దుబాటు ఫ్రేమ్‌లో సమావేశమై ఉంటాయి, ఇది గ్యాప్ యొక్క పరిమాణాన్ని మరియు లెన్స్ మరియు ప్లేట్ మధ్య కాంటాక్ట్ పాయింట్ యొక్క స్థానాన్ని మార్చడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది. సర్దుబాటు ఫ్రేమ్ రేటర్ హోల్డర్‌లో పరిష్కరించబడింది.
అటెన్షన్
1) సంస్థాపన కలిగి ఉంటుందిహీలియం-నియాన్ లేజర్ LG-128, దీని విద్యుత్ సరఫరా 1000 వోల్ట్ల కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, కాబట్టి ఆపరేషన్ సమయంలో విద్యుత్ భద్రతా నియమాలను పాటించడం అవసరం.
2) లేజర్ రేడియేషన్ తీవ్రత 5 మిల్లీవాట్లకు మించదు, కాబట్టి ఈ లేజర్ విద్యా సంస్థాపనలలో ఉపయోగించడానికి ఆమోదించబడింది. అయితే, లేజర్ పుంజం కళ్లతో ప్రత్యక్ష సంబంధంలోకి రాకూడదు.
3) ఆప్టికల్ సిస్టమ్ (సర్దుబాటు) యొక్క సరైన సెటప్‌తో రింగుల యొక్క అధిక-నాణ్యత చిత్రం సాధించబడుతుంది. ఆప్టికల్ సిస్టమ్‌ను సమలేఖనం చేయడం అనేది ఒక నిపుణుడిచే నిర్వహించబడే సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియ. అందువల్ల, ఏ చిత్రం లేనట్లయితే, మీరు దానిని మీరే పొందడానికి ప్రయత్నించకూడదు. ఏదైనా స్వల్ప మార్పు
ఆప్టికల్ మూలకాలు తప్పుగా అమరికకు దారితీస్తాయి, అందువల్ల, పనిని నిర్వహించేటప్పుడు, ఆప్టికల్ అంశాలతో పట్టికలో విదేశీ వస్తువులను ఉంచవద్దు.
4) ప్రయోగశాల పనిని నిర్వహించి, ఉపాధ్యాయుడు ప్రయోగాత్మక డేటాను తనిఖీ చేసిన తర్వాత, డ్యూటీలో ఉన్న ప్రయోగశాల సహాయకుడికి దాని అసలు స్థితిలో సంస్థాపనను అప్పగించడం అవసరం.
పని యొక్క పనితీరు కోసం ప్రక్రియ
1) టేబుల్ లాంప్ మరియు లేజర్ యొక్క త్రాడులను ఎలక్ట్రికల్ నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్ట్ చేయండి. అప్పుడు, పరికరం బాడీలో టోగుల్ స్విచ్‌ని ఉపయోగించి, ఆన్ చేయండి LG-128.
2) బీమ్ ఎక్స్‌పాండర్ నుండి లేజర్ పుంజం, సరిగ్గా కాన్ఫిగర్ చేయబడినప్పుడు, లెన్స్ మరియు ఫ్లాట్ ప్లేట్ యొక్క సిస్టమ్‌ను తాకుతుంది మరియు దాని నుండి ప్రతిబింబించిన తర్వాత వ్యతిరేక గోడపై ఉన్న రింగుల చిత్రాన్ని ఇస్తుంది. లెన్స్‌కు ముందు మరియు తరువాత కిరణాల మార్గంలో వరుసగా కాగితపు షీట్‌ను ఉంచడం ద్వారా కిరణాల మార్గాన్ని పరిగణించండి, ఆపై - ఫలిత చిత్రం.
3) కాగితపు భాగాన్ని అటాచ్ చేసి, రింగులను గీయండి (ప్రాధాన్యంగా పెన్సిల్‌తో). ఫలిత చిత్రం తప్పనిసరిగా తగిన సంఖ్యలో రింగ్‌లను కలిగి ఉండాలి, రింగ్‌ల సంఖ్య మరియు సంఖ్యలు ఉపాధ్యాయునిచే సూచించబడతాయి.
4) ఫార్ములా (3) నుండి చూడగలిగినట్లుగా, జోక్యం వలయాల నమూనా చాలా సున్నితంగా ఉంటుంది,
- కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క భిన్నాల ద్వారా గాలి ఖాళీలో మార్పు ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది
(λ = 0.6328 µm). పద్ధతి యొక్క అధిక సున్నితత్వం మరియు ప్లేట్ యొక్క చిన్న వైకల్యాల కారణంగా, వాస్తవానికి ఎల్లప్పుడూ సంభవిస్తుంది, రింగులు కొంత దీర్ఘవృత్తాకారాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, వ్యాసార్థాన్ని నిర్ణయించడంలో లోపాన్ని తగ్గించడానికి, రింగ్ యొక్క వ్యాసాన్ని అంజీర్‌లో చూపిన విధంగా రెండు పరస్పర లంబ దిశలలో కొలవాలి. 3. అప్పుడు సాధారణ అంకగణిత సగటు నిర్వహించబడుతుంది:
Dm సగటు = | D క్షితిజ సమాంతర + D నిలువు | |||
D హోరిజోన్ D.
5) రెండు న్యూటన్ రింగుల సగటు వ్యాసార్థాన్ని నిర్ణయించిన తర్వాత, వక్రత R యొక్క సగటు వ్యాసార్థం లెక్కించబడుతుందిసగటు ఫార్ములా (7) ప్రకారం లెన్సులు.
6) ఈ పద్ధతి యొక్క లోపం సూత్రాలు (4) ఎలా వర్తించాలో నిర్ణయించబడుతుంది–
(7) ఈ పద్ధతి ప్లేట్ ఖచ్చితంగా ఫ్లాట్ అని ఊహిస్తుంది. ప్లేట్ ఖచ్చితంగా ఫ్లాట్ కానట్లయితే, ఇది రింగుల దీర్ఘవృత్తాకారానికి దారితీస్తుంది. ఈ పద్ధతి యొక్క సాపేక్ష లోపాన్ని ఎలిప్టిసిటీ విలువగా అంచనా వేయవచ్చు
ధర్మం .− Dvertm . | |||
D సగటు |
|||
అప్పుడు వక్రత R = ε R యొక్క వ్యాసార్థాన్ని నిర్ణయించడంలో సంపూర్ణ లోపం. తుది నమోదు ఇలా ఉండాలి:
R = Ravg ± R.
నియంత్రణ ప్రశ్నలు
R గా అంచనా వేయవచ్చు
1) కాంతి అంతరాయాన్ని దేన్ని అంటారు?
2) ఏ తరంగాలను పొందికగా పిలుస్తారు?
3) కిరణాల ఆప్టికల్ పాత్ తేడాను ఏమంటారు?
4) ఆప్టికల్ డెన్సర్ అని ఏ మాధ్యమాన్ని పిలుస్తారు?
5) ఆప్టికల్‌గా దట్టమైన మాధ్యమం నుండి ప్రతిబింబించినప్పుడు దశల మార్పు ఏమిటి?
6) డైఎలెక్ట్రిక్ ఫిల్మ్‌ల మందాన్ని నిర్ణయించడానికి జోక్యం చేసుకునే పద్ధతి ఏది?
7) జోక్యం కొలత పద్ధతుల యొక్క అధిక సున్నితత్వాన్ని సమర్థించండి.
ప్రయోగశాల పని నం. 46
డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ ఉపయోగించి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని కొలవడం
పని యొక్క ఉద్దేశ్యం: డిఫ్రాక్షన్ చట్టాలను అధ్యయనం చేయండి.
సైద్ధాంతిక సమాచారం
డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ అనేది సాధారణంగా గ్లాస్ ప్లేట్, దానిపై సమాంతర రేఖలు విభజన యంత్రాన్ని ఉపయోగించి ఖచ్చితంగా సమాన వ్యవధిలో వర్తించబడతాయి. దెబ్బతినని ప్రాంతాలు చాలా ఇరుకైన డిఫ్రాక్షన్ స్లిట్‌లు, కాంతికి పారదర్శకంగా ఉంటాయి. అవి ఒకేలాంటి అపారదర్శక ఖాళీల ద్వారా వేరు చేయబడతాయి - కాంతికి అడ్డంకులుగా ఉండే స్ట్రోక్స్. ప్రస్తుతం తయారు చేయబడిన అత్యుత్తమ డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌లు 1 మిమీకి 1700 లైన్‌లను కలిగి ఉంటాయి.
విక్షేపం అనేది ఇరుకైన చీలికలు లేదా రంధ్రాల గుండా వెళుతున్నప్పుడు సరళ ప్రచారం నుండి కాంతి వంగడం యొక్క దృగ్విషయం. తరంగదైర్ఘ్యం λతో కాంతిని సాధారణంగా డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌పై పడనివ్వండి (Fig. 1). చీలిక వెడల్పు λతో పోల్చబడినప్పుడు విక్షేపం సంభవిస్తుంది. ఈ పరిస్థితి గ్రేటింగ్ స్లాట్‌కు సంతృప్తి చెందినందున, ప్రతిదానిలో
గ్రేటింగ్ చీలికల ద్వారా, కాంతి కిరణాలు సరళ రేఖ ప్రచారం నుండి వైదొలిగిపోతాయి. డిఫ్రాక్షన్ యొక్క దృగ్విషయం హ్యూజెన్స్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి వివరించబడింది, దీని ప్రకారం ఒక తరంగం చేరుకునే ప్రతి బిందువు ద్వితీయ తరంగాల మూలంగా పనిచేస్తుంది మరియు ఈ తరంగాల కవరు ఏదో ఒక సమయంలో వేవ్ ఫ్రంట్ యొక్క స్థానాన్ని ఇస్తుంది. స్క్రీన్‌లోని రంధ్రంపై సాధారణంగా ప్లేన్ వేవ్ సంఘటనను పరిశీలిద్దాం (Fig. 2). బిందువులు A మరియు B వంటి రంధ్రం లేదా రంధ్రం యొక్క అంచుపై ఉన్న ఏదైనా బిందువు ద్వితీయ తరంగాల మూలంగా పనిచేస్తుంది. సెకండరీ వేవ్‌ల ఎన్వలప్‌ను ఒక నిర్దిష్ట క్షణం (ఆర్క్ సిడి) కోసం నిర్మించడం ద్వారా, వేవ్ ఫ్రంట్ రంధ్రం అంచులకు మించి విస్తరించి ఉందని మేము చూస్తాము. విక్షేపం అనేది తరంగ ప్రక్రియల లక్షణం మరియు కాంతి యొక్క తరంగ స్వభావాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. అయినప్పటికీ, హ్యూజెన్స్ సూత్రం డిఫ్రాక్షన్ మాగ్జిమా ఉనికిని వివరించలేదు. ఫ్రెస్నెల్ ద్వితీయ తరంగాల జోక్యం ఆలోచనతో హ్యూజెన్స్ సూత్రాన్ని భర్తీ చేశాడు. హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రం ప్రకారం, ప్రతి చీలిక ద్వితీయ కాంతి తరంగాలకు మూలం, అంతరిక్షంలో ఏదో ఒక సమయంలో (స్క్రీన్పై) వ్యాప్తి చెందుతుంది మరియు కిరణాల మార్గంలోని వ్యత్యాసాన్ని బట్టి పెరుగుతుంది లేదా ఒకరినొకరు బలహీనం చేసుకోండి. కాంతి తరంగాల జోక్యం ఏర్పడుతుంది. అబ్జర్వేషన్ పాయింట్ అనంతం వద్ద లేదా గ్రేటింగ్ పరిమాణంతో పోల్చితే తగినంత దూరం వద్ద ఉన్నప్పుడు జోక్యం సాధారణంగా గమనించబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, ప్రతి చీలిక కోసం, పరిశీలన చేయబడిన దిశలో సాధారణ నుండి గ్రేటింగ్ మరియు కిరణాల దిశ మధ్య కోణం φ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. దగ్గరి దూరం వద్ద జోక్యం నమూనాను గమనించడానికి, అన్ని సమాంతర కిరణాలు స్క్రీన్పై లెన్స్‌ను ఉపయోగించి కేంద్రీకరించబడతాయి (Fig. 1).
గ్రేటింగ్‌పై సాధారణంగా ఒక కాంతి తరంగ సంఘటన అదే దశలో ప్రతి చీలిక కోసం డోలనాలను ఉత్తేజపరుస్తుంది. ప్రతి చీలిక ద్వారా విడుదలయ్యే ద్వితీయ కిరణాలు ఒక నిర్దిష్ట కోణం φ వద్ద నిర్దేశించబడితే, అప్పుడు వేర్వేరు చీలికల కోసం అలాంటి ప్రతి కిరణం స్క్రీన్‌కు వేరే దూరం ప్రయాణిస్తుంది, అంటే కిరణాలు వేర్వేరు మార్గ వ్యత్యాసాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు జోక్యం చేసుకుంటాయి.
φ = 0 అని చెప్పండి, ఈ సందర్భంలో అన్ని కిరణాలు ఒకే దశలో పరిశీలన బిందువుకు చేరుకుంటాయి మరియు కిరణాల వ్యాప్తి పెరుగుతుంది. ఈ దిశలో తెరపై గరిష్ట కాంతి ఉంటుంది. కోణం φ పెరిగేకొద్దీ, కిరణాల మధ్య మార్గ వ్యత్యాసం ఏర్పడుతుంది, కిరణాలు వేరొక దశలో తెరపై ఒక బిందువు వద్దకు చేరుకుంటాయి మరియు కిరణాల వ్యాప్తిని జోడించడం ద్వారా గణనీయంగా తక్కువ లేదా సున్నా కాంతి తీవ్రతను సృష్టిస్తుంది ఇచ్చిన పాయింట్. అయితే
కోణం φ యొక్క అనేక విలువలు ఉన్నాయి, వీటిలో అన్ని కిరణాలు ఒకే దశలో స్క్రీన్పై సంబంధిత పాయింట్ వద్దకు వస్తాయి మరియు గరిష్ట కాంతి తీవ్రతను ఇస్తాయి. దీన్ని చేయడానికి, పొరుగు చీలికల కిరణాల మార్గాల్లో వ్యత్యాసం n·λ (జోక్యం కోసం గరిష్ట పరిస్థితి)కి సమానంగా ఉండటం అవసరం, ఇక్కడ n = 0, ±1, ±2, ...
అంజీర్ నుండి. 1 ప్రక్కనే ఉన్న కిరణాలు 1 మరియు 2 మధ్య మార్గం తేడాను చూడవచ్చు
δ = d sinφ, (1)
ఇక్కడ d అనేది స్లాట్‌ల కేంద్రాల మధ్య దూరం. అప్పుడు పరిస్థితి ద్వారా నిర్ణయించబడిన దిశల కోసం స్క్రీన్పై కాంతి యొక్క గరిష్ట తీవ్రత గమనించబడుతుంది
పరిస్థితి (1)ని సంతృప్తిపరిచే గరిష్టాన్ని ప్రిన్సిపాల్ అంటారు (Fig. 2). ప్రధాన మాగ్జిమాతో పాటు, వివిధ చీలికల ద్వారా పంపబడిన కాంతి ఆరిపోయే (పరస్పర నాశనం) సాధ్యమయ్యే దిశలు ఉన్నాయి.
పరిస్థితి ద్వారా నిర్ణయించబడిన దిశల కోసం స్క్రీన్పై కనీస కాంతి తీవ్రత గమనించబడుతుంది
ఇక్కడ n = 1, 2, …, N – 1, N + 1, …, 2 N – 1, 2 N + 1, ..., N – డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ యొక్క లైన్ల సంఖ్య.
(2) నుండి రెండు ప్రధాన గరిష్టాల మధ్య (N–1) అదనపు మినిమా సెకండరీ మాగ్జిమా (Fig. 3)తో వేరు చేయబడిందని ఇది అనుసరిస్తుంది. ఈ మాగ్జిమా యొక్క తీవ్రత ప్రధాన గరిష్టం యొక్క తీవ్రత కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి అవి సాధారణంగా గమనించబడవు.
స్క్రీన్పై, డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలో ప్రకాశవంతమైన సెంట్రల్ లైన్ (n=0) ఉంటుంది మరియు మొదటి ఆర్డర్ (n=1), రెండవ ఆర్డర్ (n=2) మొదలైన వాటి యొక్క రెండు గరిష్టాలను సుష్టంగా ఉంచుతుంది (Fig. 3). ఈ గరిష్టాలు λ యొక్క నిర్దిష్ట విలువతో ఏకవర్ణ కాంతి కోసం మాత్రమే పొందబడతాయి. మీరు తెల్లని కాంతితో ఒక డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌ను ప్రకాశింపజేస్తే, ఫార్ములా (1) ప్రకారం ప్రతి సంబంధిత తరంగదైర్ఘ్యం λ కోణం φ యొక్క నిర్దిష్ట విలువకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. అందుకే స్క్రీన్ లైట్ గా ఉంది
బ్యాండ్లు చీకటి ప్రదేశాలతో వేరు చేయబడిన స్పెక్ట్రాలో విస్తరించి ఉంటాయి. మినహాయింపు సున్నా గరిష్టంగా ఉంటుంది, దీనిలో ఫార్ములా (1) ప్రకారం n= 0 వద్ద ఏదైనా రంగు యొక్క కిరణాలు కోణీయ దిశను కలిగి ఉంటాయి φ= 0, కాబట్టి ఇది వర్ణపటంలో కుళ్ళిపోదు.
ఇన్‌స్టాలేషన్ వివరణ
డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ 1 ప్రత్యేక హోల్డర్‌లో అమర్చబడుతుంది (Fig. 4). కాంతి మూలం (లైట్ బల్బ్) స్లిట్ 3 ను ప్రకాశిస్తుంది, దీని వెడల్పు సజావుగా మార్చబడుతుంది. మీరు డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ ద్వారా ప్రకాశించే చీలికను చూస్తే, చీలిక యొక్క చిత్రం యొక్క కుడి మరియు ఎడమ వైపున డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రా కనిపిస్తుంది. స్పెక్ట్రం యొక్క నిర్దిష్ట రేఖను S మొత్తంతో మరియు కొలిచే స్కేల్ 4 మరియు డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ మధ్య దూరం lకు సమానంగా మార్చబడనివ్వండి.
తాన్ ϕ =S | |||||||
కోణం φ చిన్నది కనుక, tanφ తగినంత ఖచ్చితత్వంతో sin φకి సమానం. పోల్చడం |
|||||||
ఫార్ములా (2)తో చివరి వ్యక్తీకరణ, మేము పొందుతాము | |||||||
sinϕ = | |||||||
λ = | |||||||
ఇక్కడ S అనేది స్కేల్ యొక్క కేంద్రం మరియు ఇచ్చిన స్పెక్ట్రమ్ లైన్ మధ్య దూరం: d = 10-5 m – డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ స్థిరాంకం; l = 0.55 m; n - స్పెక్ట్రమ్ ఆర్డర్.
పని యొక్క పనితీరు కోసం ప్రక్రియ
1) లైట్ బల్బును ఆన్ చేయండి. డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ ద్వారా చీలికను గమనించడం ద్వారా మరియు లైట్ బల్బ్ యొక్క స్థానాన్ని ఎంచుకోవడం ద్వారా, మొదటి మరియు రెండవ ఆర్డర్ స్పెక్ట్రా యొక్క ప్రకాశవంతమైన చిత్రం సాధించబడుతుంది.
2) మొదటి ఆర్డర్ స్పెక్ట్రా కోసం ఎరుపు, నారింజ, పసుపు, ఆకుపచ్చ, నీలం, నీలిమందు, వైలెట్ యొక్క కుడి మరియు ఎడమల యొక్క సగటు స్థానాన్ని 4 స్కేల్‌లో కొలవండి
స్లాట్‌లు మరియు ప్రతి రంగుకు సగటు ఫలితం. 2వ ఆర్డర్ కోసం అదే చేయండి. పట్టికలో కొలత ఫలితాలను నమోదు చేయండి.
3) ఫార్ములా (3) ఉపయోగించి, మొదటి మరియు రెండవ ఆర్డర్‌ల స్పెక్ట్రంలో ప్రతి రంగు యొక్క తరంగదైర్ఘ్యాన్ని లెక్కించండి. ఆపై ప్రతి రంగుకు సగటు λని కనుగొనండి. పట్టికలో గణన ఫలితాలను నమోదు చేయండి.
రేఖకు దూరం, సెం.మీ | తరంగదైర్ఘ్యం λ, µm |
||||||||||||
పంక్తి రంగు | 1వ ఆర్డర్ | 2వ ఆర్డర్ | 1వ ఆర్డర్ | 2వ ఆర్డర్ | |||||||||
నారింజ రంగు | |||||||||||||
వైలెట్ | |||||||||||||
నియంత్రణ ప్రశ్నలు
1) డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ తర్వాత కాంతి కిరణాల తీవ్రత కోణాల్లో ఎలా పంపిణీ చేయబడుతుంది మరియు ఎందుకు?
2) డిఫ్రాక్షన్ యొక్క దృగ్విషయం ఏమిటి?
3) కాంతి విక్షేపం ఏ పరిస్థితులలో గమనించబడుతుంది?
4) డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రాలో రంగుల క్రమం ఏమిటి?
5) తెల్లని కాంతికి సున్నా గరిష్ట రంగు ఏది?
6) ప్రధాన గరిష్ట దిశలో ప్రతి చీలిక నుండి వచ్చే ప్రక్కనే ఉన్న కిరణాల మధ్య మార్గం తేడా ఏమిటి?
7) స్క్రీన్పై ఉన్న ఇతర పాయింట్ల తీవ్రత కంటే ప్రధాన గరిష్టం యొక్క తీవ్రత ఎందుకు ఎక్కువగా ఉంటుంది?
8) డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ యొక్క చీలికల నుండి వచ్చే కిరణాల మార్గంలో తేడా ఎందుకు వస్తుంది?
9) డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ తెల్లని కాంతిని స్పెక్ట్రమ్‌గా ఎందుకు విభజిస్తుంది?
లేబొరేటరీ వర్క్స్ నం. 48 మరియు నం. 48a
ఫోటోసెల్ యొక్క కరెంట్-వోల్టేజ్, లక్స్-ఆంపియర్ మరియు స్పెక్ట్రల్ లక్షణాల కొలత మరియు ఎలక్ట్రాన్ పని పనితీరును నిర్ణయించడం
పని యొక్క ఉద్దేశ్యం: ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం మరియు దాని ఆధారంగా పరికరాల యొక్క చట్టాలను అధ్యయనం చేయండి.
సైద్ధాంతిక సమాచారం
బాహ్య కాంతివిద్యుత్ ప్రభావం మరియు దాని చట్టాలు. బాహ్య కాంతివిద్యుత్ ప్రభావం అనేది విద్యుదయస్కాంత వికిరణం (కాంతి, x- కిరణాలు, గామా కిరణాలు) ప్రభావంతో ఒక పదార్ధం ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ల ఉద్గార దృగ్విషయం. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావాన్ని 1887లో G. హెర్ట్జ్ కనుగొన్నారు. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క మొదటి ప్రాథమిక అధ్యయనాలు రష్యన్ శాస్త్రవేత్త A.G. 1888-1889లో స్టోలెటోవ్. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం స్కీమాటిక్‌గా అంజీర్‌లో చూపిన ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో గమనించవచ్చు. 1, ఇక్కడ hν కాంతిని సూచిస్తుంది, Kv - క్వార్ట్జ్ విండో, V - వోల్టమీటర్, G - మైక్రోఅమీటర్, P - పొటెన్షియోమీటర్
రెండు ఎలక్ట్రోడ్లు (కాథోడ్ K మరియు యానోడ్ A) ఒక సిలిండర్లో ఉంచబడతాయి, దాని నుండి గాలిని పంప్ చేయబడుతుంది. ఎలక్ట్రోడ్లు పవర్ సోర్స్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి, తద్వారా పొటెన్షియోమీటర్ ఉపయోగించి, మీరు విలువను మాత్రమే కాకుండా, వాటికి సరఫరా చేయబడిన వోల్టేజ్ యొక్క చిహ్నాన్ని కూడా మార్చవచ్చు. క్వార్ట్జ్ కిటికీ Kv ద్వారా కాంతి క్యాథోడ్‌పై పడుతుంది. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం కారణంగా కాథోడ్ K ద్వారా విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్లు విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రభావంతో యానోడ్ Aకి కదులుతాయి. ఫలితంగా
వి ఒక ఫోటోకరెంట్ సర్క్యూట్‌లోకి ప్రవహిస్తుంది, మైక్రోఅమీటర్ ద్వారా కొలుస్తారుజి .
తో పెరుగుతున్న వోల్టేజ్ U ఫోటోకరెంట్ బలం I ప్రారంభంలో దామాషా ప్రకారం పెరుగుతుంది మరియు నిర్దిష్ట వోల్టేజ్ U = U యాక్సెల్ చేరుకున్నప్పుడు. కరెంట్ సంతృప్తతను చేరుకుంటుంది. (Fig. 2).
ఇక్కడ n అనేది సెకనుకు కాథోడ్ ద్వారా విడుదలయ్యే ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య.
ఫోటోకరెంట్‌ను మరింత పెంచడానికి, కాథోడ్‌పై లైట్ ఫ్లక్స్ F సంఘటనను పెంచడం అవసరం:
Ф = Q | ||
ఇక్కడ Q అనేది కాంతి శక్తి, t అనేది సమయం.
సంతృప్త ఫోటోకరెంట్ యొక్క బలం సంఘటన ప్రకాశించే ప్రవాహానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది (ప్రకాశానికి అనులోమానుపాతంలో):
నేను మాకు. =α ·Ф, (3)
ఇక్కడ α అనుపాత గుణకం.
ప్రతిగా, ప్రకాశం E ప్రకాశించే ప్రవాహానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, కాబట్టి ఫోటోకరెంట్ I విలువ కాంతి మూలం నుండి కాథోడ్‌కు దూరం యొక్క వర్గానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అనగా:
ఇక్కడ E 1, E 2 - కాథోడ్ యొక్క ప్రకాశం;
I 1 , I 2 ఈ ప్రకాశాలకు అనుగుణంగా సంతృప్త ఫోటోకరెంట్ విలువలు; r 1 , r 2 కాంతి మూలం నుండి కాథోడ్‌కు దూరాలు.
సమీకరణం (4) నుండి మనకు ఉన్నాయి:
అనగా, సంతృప్త ఫోటోకరెంట్ యొక్క పరిమాణం కాంతి మూలం నుండి ఫోటోసెల్ వరకు ఉన్న దూరం యొక్క చతురస్రానికి విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ప్రస్తుత-వోల్టేజ్ లక్షణం నుండి U = 0 వద్ద ఫోటోకరెంట్ అదృశ్యం కాదు. పర్యవసానంగా, కాంతి ద్వారా కాథోడ్ నుండి పడగొట్టబడిన ఎలక్ట్రాన్లు ఒక నిర్దిష్ట ప్రారంభ వేగాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల సున్నా కాని గతి శక్తిని కలిగి ఉంటాయి మరియు బాహ్య క్షేత్రం లేకుండా యానోడ్‌ను చేరుకోగలవు.
ఫోటోకరెంట్ సున్నాగా మారడానికి, ఆలస్యం వోల్టేజ్ U సెట్‌ను వర్తింపజేయడం అవసరం. . ప్రయోగాత్మక డేటాను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క మూడు చట్టాలు స్థాపించబడ్డాయి.
1) సంఘటన కాంతి యొక్క స్థిర పౌనఃపున్యం వద్ద, సంతృప్త ఫోటోకరెంట్ యొక్క బలం సంఘటన కాంతి ప్రవాహం యొక్క పరిమాణానికి లేదా కాథోడ్ యొక్క ప్రకాశానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
2) ఫోటోఎలెక్ట్రాన్ల గరిష్ట వేగం (గరిష్ట గతిశక్తి) సంఘటన కాంతి యొక్క తీవ్రతపై ఆధారపడి ఉండదు, కానీ దాని ఫ్రీక్వెన్సీ ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుందిν .
3) ప్రతి పదార్ధానికి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం యొక్క "ఎరుపు పరిమితి" ఉంది, అనగా, ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అసాధ్యం (లేదా ఫోటో ఎలెక్ట్రిక్ ప్రభావం అసాధ్యం అయిన గరిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం) క్రింద కాంతి యొక్క కనీస పౌనఃపున్యం ఉంటుంది.
ప్లాంక్ పరికల్పన మరియు ఐన్‌స్టీన్ సమీకరణం.ప్రకాశించే వస్తువుల నుండి రేడియేషన్ యొక్క నిరంతర శక్తి స్పెక్ట్రం యొక్క ఊహ ఆధారంగా, తరంగ సిద్ధాంతం సంఘటన కాంతి యొక్క తీవ్రత నుండి ఎజెక్ట్ చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్ల వేగం యొక్క స్వతంత్రతను వివరించలేకపోయింది. జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త మాక్స్ ప్లాంక్ విద్యుదయస్కాంత శక్తి నిరంతర ప్రవాహంలో కాకుండా, శక్తి యొక్క ప్రత్యేక భాగాలలో విడుదల చేయబడుతుందని ఊహించారు - క్వాంటా.
ప్రతి క్వాంటం ε యొక్క శక్తి కాంతి యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీకి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది
ఇక్కడ h = 6.62·10-34 J s - ప్లాంక్ స్థిరాంకం; λ - సంఘటన కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం;
c = 3·108 m/s - శూన్యంలో కాంతి వేగం.
1. పరికరం యొక్క ఫ్రేమ్‌లో పిరియడ్‌తో డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌ను ఉంచండి మరియు దానిని స్టాండ్‌లో భద్రపరచండి.
2. కాంతి మూలాన్ని ఆన్ చేయండి. డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ ద్వారా చూస్తే, మీరు బ్లాక్ బ్యాక్‌గ్రౌండ్‌కు వ్యతిరేకంగా షీల్డ్‌కి రెండు వైపులా అనేక ఆర్డర్‌ల యొక్క గుర్తించదగిన డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రాను చూడవచ్చు. స్పెక్ట్రా వంగి ఉంటే, టిల్ట్ తొలగించబడే వరకు గ్రేటింగ్‌ను ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో తిప్పండి.
3. స్కేల్‌ను దూరానికి సెట్ చేయండి ఆర్డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ నుండి.
4. ఫ్రేమ్‌లోకి లైట్ ఫిల్టర్‌ను చొప్పించండి, ఎరుపు నుండి ప్రారంభించి మరియు గ్రిల్ ద్వారా చూసే షీల్డ్ యొక్క స్కేల్‌ని ఉపయోగించి, దూరాన్ని నిర్ణయించండి ఎస్చీలిక నుండి 1వ మరియు 2వ క్రమం యొక్క గమనించిన పంక్తుల వరకు. కొలత ఫలితాలను టేబుల్ 6లో నమోదు చేయండి.
5. ఫ్రేమ్‌లోకి మిగిలిన ఫిల్టర్‌లను చొప్పించడం ద్వారా వేరే రంగు యొక్క కిరణాల కోసం దశ 4 చేయండి.
6. pp చేయండి. 4 - 5 మూడు సార్లు స్కేల్‌ను దూరం కదిలిస్తుంది ఆర్ 10 - 15 సెం.మీ.
7. కిరణాల యొక్క అన్ని రంగుల కోసం ఫార్ములా (1)ని ఉపయోగించి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నిర్ణయించండి మరియు దానిని పట్టిక 6లో నమోదు చేయండి. ప్రతి కాంతి తరంగం యొక్క అంకగణిత సగటు పొడవును లెక్కించండి.
టేబుల్ 6. వివిధ రంగుల కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాలు
| కె | ఆర్, మి.మీ | ఎస్, మి.మీ | l, nm | ||||||||||||
| TO | గురించి | మరియు | Z | జి | తో | ఎఫ్ | TO | గురించి | మరియు | Z | జి | తో | ఎఫ్ | ||
| సగటు తరంగదైర్ఘ్యం |
నియంత్రణ ప్రశ్నలు
1. హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రం ఏమిటి?
2. ఏ తరంగాలను పొందికగా పిలుస్తారు?
3. కాంతి యొక్క విక్షేపణ అని దేన్ని పిలుస్తారు? ఈ దృగ్విషయం ఎలా వివరించబడింది?
4. డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రాలో రంగుల క్రమం ఏమిటి? సున్నా గరిష్ట రంగు ఏమిటి?
5. ఒకే సంఖ్యలో స్లిట్‌లతో గ్రేటింగ్‌ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రా మధ్య తేడా ఏమిటి, కానీ వేర్వేరు స్థిరాంకాలు మరియు అదే స్థిరాంకాలతో గ్రేటింగ్‌లు, కానీ వేర్వేరు సంఖ్యల చీలికలతో?
6. డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ నీటిలో ఉంచితే దాని ప్రభావం ఎలా మారుతుంది?
7. స్లిట్ గుండా వెళుతున్న కిరణాల నుండి స్క్రీన్పై ఒక చీలిక నుండి డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రం ఏర్పడటాన్ని ఎలా వివరించాలి? స్క్రీన్ మధ్యలో తీవ్రత పంపిణీని ఏది నిర్ణయిస్తుంది?
8. ఒక డైమెన్షనల్ డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్. స్క్రీన్పై డిఫ్రాక్షన్ నమూనా ఏర్పడటం ఎలా వివరించబడింది? ఏ పాయింట్ల వద్ద గరిష్ట తీవ్రత గమనించబడుతుంది, ఏ కనిష్టంగా మరియు ఎందుకు?
9. మోనోక్రోమటిక్ లైట్ మరియు వైట్ లైట్‌తో గ్రేటింగ్ వెలిగించినప్పుడు డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలు ఎలా విభిన్నంగా ఉంటాయి? ఈ దృగ్విషయాలను ఎలా వివరించాలి?
10. కాంతి జోక్యం అంటే ఏమిటి? ఈ దృగ్విషయం చీలిక లేదా గ్రేటింగ్‌పై డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రమ్ ఏర్పడటానికి కారణమైందా?
11. 1 మి.మీకి 100 స్లిట్‌లను కలిగి ఉండే ఒక డైమెన్షనల్ డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌పై సాధారణంగా తెల్లని కాంతి ఏర్పడుతుంది. స్క్రీన్పై కాంతి తీవ్రత ఎలా పంపిణీ చేయబడుతుంది? రెండు ప్రధాన గరిష్టాల మధ్య స్క్రీన్పై ఎన్ని అదనపు అల్పాలు ఉన్నాయి? ప్రధాన గరిష్టం మరియు ప్రధాన మినిమా ఏర్పడటానికి పరిస్థితులు ఏమిటి?
12. తెల్లటి కాంతి సాధారణంగా డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌పై మరియు పెద్ద వ్యాసం కలిగిన సన్నని లెన్స్‌పై పడుతుంది. కాంతి లెన్స్ మరియు డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు స్క్రీన్పై ఏర్పడే నమూనాలను ఎలా వివరించాలి?
13. కనిపించే కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాలు ఏమిటి? అవి వైవిధ్యానికి లోబడి ఉన్నాయా?
14. డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రమ్ బ్యాండ్‌ల వెడల్పు దేనిపై ఆధారపడి ఉంటుంది? స్లిట్ వెడల్పు తరంగదైర్ఘ్యం l కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటే స్క్రీన్పై ఏమి గమనించవచ్చు? ఈ దృగ్విషయం ఎలా వివరించబడింది?
15. డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ యొక్క సరళ మరియు కోణీయ వ్యాప్తి అంటే ఏమిటి?
16. డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ యొక్క పరిష్కార శక్తి ఏమిటి?
17. రెండు వర్ణపట పంక్తుల కోసం పొందిన విక్షేపణ నమూనాల యొక్క ఉదాహరణను ఇవ్వండి, ఇది గ్రేటింగ్‌లను ఉపయోగించి రెండు వర్ణపట రేఖలను పరిష్కరించడం మరియు రేఖీయ వ్యాప్తిని పరిష్కరించడంలో భిన్నంగా ఉంటుంది.
డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రా సంఖ్య పరిమితం చేయబడింది మరియు పరిస్థితి ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది
sinΘ =m/d1. (4)
(4) నుండి పెద్ద లాటిస్ స్థిరాంకం, ఎక్కువ గరిష్ట సంఖ్యను గమనించవచ్చు, కానీ ఈ సందర్భంలో మాగ్జిమా తక్కువ ప్రకాశవంతంగా మారుతుంది.
ప్రయోగాత్మక సెటప్ యొక్క వివరణ
పని ఒక ప్రత్యేక డైమండ్ కట్టర్‌తో విభజన యంత్రాన్ని ఉపయోగించి సమాంతర స్ట్రోక్‌ల శ్రేణిని వర్తించే గ్లాస్ ప్లేట్, ఇది ప్రయోగశాల ఆచరణలో సాధారణమైన గ్రేటింగ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.
విక్షేపం యొక్క కోణాన్ని కొలవడానికి, గోనియోమీటర్ ఉపయోగించబడుతుంది, దీని రేఖాచిత్రం మూర్తి 3 లో చూపబడింది.
గోనియోమీటర్‌లో టెలిస్కోప్ T, ఒక కొలిమేటర్ K, టేబుల్ C, డయల్ E, వెర్నియర్ N ఉంటాయి. కొలిమేటర్ కాంతి యొక్క సమాంతర పుంజం సృష్టించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది లెన్స్ O తో బయటి ట్యూబ్ మరియు లెన్స్ యొక్క ఫోకల్ ప్లేన్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన ప్రవేశ స్లిట్ Uతో లోపలి ట్యూబ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. కొలిమేటర్ నుండి ఒక ప్లేన్ లైట్ వేవ్ (కాంతి సమాంతర పుంజం) ఉద్భవిస్తుంది మరియు డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌పై వస్తుంది. కాంతి కిరణాలు టెలిస్కోప్ లెన్స్ ద్వారా సేకరించబడతాయి మరియు ఫోకల్ ప్లేన్‌లోని కొలిమేటర్ స్లిట్ యొక్క నిజమైన చిత్రాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఐపీస్ యొక్క వీక్షణ రంగంలో, తంతువుల క్రాస్ మరియు చీలిక యొక్క వాస్తవ చిత్రం (డిఫ్రాక్షన్ గరిష్టం) ఏకకాలంలో కనిపిస్తాయి. టెలిస్కోప్‌ను తరలించడం ద్వారా, మీరు తంతువుల క్రాస్‌ను ఏదైనా డిఫ్రాక్షన్ మాగ్జిమాతో సమలేఖనం చేయవచ్చు. అధ్యయనంలో ఉన్న రేడియేషన్ యొక్క మూలం ఒక నియాన్ దీపం.
పనిని పూర్తి చేయడం
డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌తో పని చేస్తున్నప్పుడు, వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాల కోసం గరిష్టంగా గమనించబడే కోణాలను ఖచ్చితంగా కొలవడం ప్రధాన పని.
పనిని ప్రారంభించే ముందు, గోనియోమీటర్‌ను సర్దుబాటు చేయడం అవసరం. దీన్ని చేయడానికి మీకు ఇది అవసరం:
1. టెలిస్కోప్‌ను అనంతానికి సెట్ చేయండి, అనగా సుదూర వస్తువులను స్పష్టంగా చూడటానికి;
2. కొలిమేటర్ చీలికకు ఎదురుగా కాంతి మూలాన్ని (నియాన్ దీపం) ఉంచండి;
3. టెలిస్కోప్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయండి, తద్వారా దాని ఆప్టికల్ అక్షం కొలిమేటర్ అక్షం యొక్క కొనసాగింపుగా ఉంటుంది. ట్యూబ్ ఐపీస్ యొక్క నిలువు రేఖ చీలిక చిత్రం మధ్యలో ఉన్నప్పుడు ఇది సాధించబడుతుంది;
4. వేదికపై గ్రేటింగ్ ఉంచండి, తద్వారా ఐపీస్ థ్రెడ్ సెంట్రల్ బ్రైటెస్ట్ బ్యాండ్ (జీరో-ఆర్డర్ స్పెక్ట్రం) మధ్యలో ఉంటుంది. మంచి స్పెక్ట్రాను పొందేందుకు, గ్రేటింగ్ తప్పనిసరిగా కిరణాల పుంజానికి లంబంగా అమర్చబడాలి, తద్వారా దాని పొడవైన కమ్మీలు కొలిమేటర్ చీలికకు సమాంతరంగా ఉంటాయి.
తరంగదైర్ఘ్యాలను కొలవడానికి తెలిసిన వ్యవధితో కూడిన డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. పని చేస్తున్నప్పుడు, గ్రేటింగ్ స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు టెలిస్కోప్ తిప్పబడుతుంది, తద్వారా అధ్యయనంలో ఉన్న స్పెక్ట్రల్ లైన్ యొక్క చిత్రం ఐపీస్ థ్రెడ్‌తో సమానంగా ఉంటుంది.
తరంగదైర్ఘ్యం లాటిస్ ఫార్ములా నుండి నిర్ణయించబడుతుంది 
. ఇక్కడ d=0.01mm; m - స్పెక్ట్రమ్ ఆర్డర్ లేదా గరిష్ట సంఖ్య. ఈ సమీకరణం డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌లను ఉపయోగించి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాలను లెక్కించడానికి ప్రాథమిక గణన సూత్రం.
తరంగదైర్ఘ్యాన్ని కొలవడం కోణాన్ని నిర్ణయించడానికి వస్తుంది 
అసలు దిశ నుండి కిరణాల విచలనాలు. తదుపరి పని క్రింది క్రమంలో నిర్వహించబడుతుంది.
1. సున్నా రేఖ n 0 స్థానాన్ని కొలవండి. దీన్ని చేయడానికి, ఐపీస్ థ్రెడ్ తప్పనిసరిగా జీరో-ఆర్డర్ స్పెక్ట్రమ్ (సెంట్రల్ బ్రైట్ స్ట్రిప్) మధ్యలో అమర్చబడి ఉండాలి మరియు వృత్తాకార డయల్ మరియు వెర్నియర్ ఉపయోగించి, n 0 విలువను నిర్ణయించండి.
2. అదేవిధంగా, 1వ మరియు 2వ ఆర్డర్‌ల స్పెక్ట్రా యొక్క ఎరుపు, పసుపు మరియు ఆకుపచ్చ గీతల కోసం రీడింగ్‌లను చేయండి, ప్రతిసారీ ఐపీస్ థ్రెడ్‌ను సంబంధిత లైన్‌తో సమలేఖనం చేయండి. మూర్తి 4 లో చూపిన క్రమంలో కొలతలు నిర్వహించబడాలి.
3. టేబుల్ 1లో కొలత ఫలితాలను నమోదు చేయండి.
4. కుడివైపున ఉన్న అన్ని నమూనాలను , మరియు ఎడమ వైపున సూచించినట్లయితే - 
, అప్పుడు ఒకే రేఖకు కోణాన్ని మూడు విధాలుగా లెక్కించవచ్చు (సూత్రాలు క్రింద ఇవ్వబడ్డాయి):
.
ఆకుపచ్చ గీత కోసం, ఉదాహరణకు నేను ఆర్డర్ చేస్తాను, n 1 =n 1, మరియు n’ 1 =n 2, పసుపు రేఖ కోసం నేను n 1 =n 3, n’ 1 =n 4, మొదలైనవి ఆర్డర్ చేస్తాను. (టేబుల్ 1 చూడండి).
5. కోణాన్ని తెలుసుకోవడం, స్పెక్ట్రం యొక్క ప్రతి రేఖకు తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నిర్ణయించండి.
టేబుల్ 1.
|
వరుస సంఖ్య డ్రాయింగ్ ప్రకారం |
కుడి వైపున ఉన్న డయల్‌లో కౌంట్‌డౌన్ |
ఎడమ వైపున ఉన్న డయల్‌లో కౌంట్‌డౌన్ |
||||
నియంత్రణ ప్రశ్నలు
1. ఏ తరంగాలను పొందికగా పిలుస్తారు?
2. డిఫ్రాక్షన్ యొక్క దృగ్విషయం ఏమిటి?
3. హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రాన్ని రూపొందించండి.
4. పనిలో ఏ రకమైన డిఫ్రాక్షన్ గమనించబడుతుంది?
5. 1వ మరియు అధిక ఆర్డర్‌ల వర్ణపటంలో ఏ రంగు రేఖ కేంద్ర గరిష్టానికి దగ్గరగా ఉంటుంది?
6. వివిధ స్థిరాంకాలతో గ్రేటింగ్‌ల నుండి పొందిన డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలు, కానీ అదే సంఖ్యలో పంక్తులతో ఎలా విభిన్నంగా ఉంటాయి?
7. ఫిగర్‌లో ఉన్నట్లుగా గ్రేటింగ్‌లో కొంత భాగాన్ని మూసివేస్తే డిఫ్రాక్షన్ నమూనా ఎలా మారుతుంది?
8. డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రాలో రంగుల క్రమం ఏమిటి?
9. సున్నా గరిష్ట రంగు ఏది? ఆమె ఎందుకు ఇలా ఉంది?
10. లాటిస్ స్థిరాంకాన్ని మార్చకుండా చీలిక వెడల్పును మార్చినట్లయితే విక్షేపణ నమూనా ఎలా మారుతుంది?
సాహిత్యం
1. సివుఖిన్ D.V. భౌతికశాస్త్రంలో సాధారణ కోర్సు. T.3 ఆప్టిక్స్. M.: నౌకా, 1985.- 752 p.
2. Savelyev I.V. సాధారణ భౌతిక శాస్త్రం యొక్క కోర్సు. T.2 విద్యుత్ మరియు అయస్కాంతత్వం. అలలు. ఆప్టిక్స్. M.: నౌకా, 1988.-496 p.
3. ఫేన్మాన్ R., లైటన్ R., సాండ్స్ M. ఫేమాన్ భౌతికశాస్త్రంపై ఉపన్యాసాలు. T.3-4. రేడియేషన్. అలలు. క్వాంటా. M.: మీర్, 1977.- 496 p.
4. ల్యాండ్స్‌బర్గ్ G. S. ఆప్టిక్స్. M.: నౌకా, 1976.- 823 p.
5. కాలిటీవ్స్కీ N.I. వేవ్ ఆప్టిక్స్. M.: హయ్యర్ స్కూల్, 1978.- 321 p.
ప్రయోగశాల పని సంఖ్య 4 MALUS యొక్క చట్టం యొక్క అధ్యయనం
పని యొక్క ఉద్దేశ్యం: మలస్ చట్టం యొక్క ప్రయోగాత్మక ధృవీకరణ.
పరికరాలు మరియు ఉపకరణాలు: సెమీకండక్టర్ (GaAs) లేజర్ లైట్ సోర్స్, ఫోటోడెటెక్టర్, గాల్వనోమీటర్, దానికి వర్తించే కోణీయ గుర్తులతో కూడిన ఎనలైజర్ (ఒక డివిజన్ ధర 1 o).
పని యొక్క సైద్ధాంతిక భాగం
విద్యుదయస్కాంత సిద్ధాంతం యొక్క దృక్కోణం నుండి, కాంతి అనేది విలోమ విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు, దీనిలో విద్యుత్ E మరియు అయస్కాంత H క్షేత్రాల వెక్టర్స్ పరస్పరం లంబంగా ఉండే విమానాలలో డోలనం చెందుతాయి. ఎలెక్ట్రోమాగ్నెటిక్ వేవ్ (e/m)ని లీనియర్లీ పోలరైజ్డ్ లేదా ప్లేన్-పోలరైజ్డ్ అని పిలుస్తారు, ఎలక్ట్రిక్ వెక్టర్ E ఎల్లప్పుడూ ఒకే ప్లేన్‌లో ఉంటే, దీనిలో వేవ్ ఫ్రంట్‌కు సాధారణ k కూడా ఉంటుంది (Fig. 1). ముందువైపు సాధారణ kని కలిగి ఉన్న విమానం మరియు e/m వేవ్ యొక్క ఎలెక్ట్రిక్ వెక్టార్ E ఉంటుంది, దానిని ధ్రువణ విమానం అంటారు. సహజ కాంతి ధ్రువపరచబడదు, ఇది అనేక వ్యక్తిగత పరమాణువుల ద్వారా వెలువడే కాంతి తరంగాల సమాహారం, మరియు E మరియు H వెక్టర్స్ పుంజానికి లంబంగా అన్ని దిశలలో యాదృచ్ఛికంగా డోలనం చేస్తాయి. సహజ కాంతిలో, వెక్టర్ E డోలనాల యొక్క అన్ని దిశలు సమానంగా సంభావ్యంగా మారతాయి. సహజ కాంతిలో పగటి కాంతి, ప్రకాశించే కాంతి మొదలైనవి ఉంటాయి.
సరళ ధ్రువణ కాంతిని పొందేందుకు, టూర్మాలిన్ లేదా జెరోపటైట్ స్ఫటికాల నుండి తయారైన పోలరాయిడ్లు తరచుగా ఆచరణలో ఉపయోగించబడతాయి. ప్రతి పోలరాయిడ్ ఆప్టికల్ యాక్సిస్ ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది, ఇది ఒక ప్రాధాన్య దిశ. ఈ సందర్భంలో ఎంచుకున్న దిశ యొక్క భౌతిక అర్ధం క్రింది విధంగా ఉంటుంది. ఆప్టికల్ అక్షాన్ని కలిగి ఉన్న దాని సమతలానికి లంబంగా పోలరాయిడ్‌పై కాంతి పడనివ్వండి. e/m వేవ్ యొక్క ఎలక్ట్రిక్ వెక్టర్ E రెండు భాగాలుగా కుళ్ళిపోతుంది. ఈ భాగాలను ఎల్లప్పుడూ ఎంచుకోవచ్చు, తద్వారా వాటిలో ఒకటి, ఉదాహరణకు, E y, ఆప్టికల్ యాక్సిస్ కి సమాంతరంగా ఉంటుంది మరియు మరొకటి, దానిని E x అని పిలుద్దాం, కి లంబంగా ఉంటుంది. పోలరాయిడ్ వద్ద సహజ కాంతిని నిర్దేశించినట్లయితే, ఆ e/m తరంగాలు మాత్రమే పోలరాయిడ్ గుండా వెళతాయి, దీని ఎలక్ట్రిక్ వెక్టర్స్ E భాగాలు E y (పోలరాయిడ్ యొక్క ఆప్టికల్ యాక్సిస్‌కు సమాంతరంగా) కలిగి ఉంటాయి. ఈ సందర్భంలో, సహజ కాంతి యొక్క ధ్రువణత ఏర్పడుతుంది.
ఆ. పోలరాయిడ్లను ఉపయోగించి కాంతి యొక్క ధ్రువణత అనేది కాంతి పుంజం నుండి ఒక నిర్దిష్ట దిశలో డోలనాలను వేరుచేయడం. సహజ కాంతి పోలరైజర్‌పై పడితే, దాని తీవ్రత I, అప్పుడు ప్రసారం చేయబడిన ధ్రువణ కాంతి యొక్క తీవ్రత I ధ్రువణత యొక్క విన్యాసాన్ని (పుంజం చుట్టూ దాని భ్రమణం)పై ఆధారపడి ఉండదు మరియు సంఘటన యొక్క సగం తీవ్రతకు సమానంగా ఉంటుంది. సహజ కాంతి:
మానవ కన్ను సహజ కాంతి నుండి ధ్రువణ కాంతిని వేరు చేయదు. ఒక నిర్దిష్ట విమానంలో మాత్రమే డోలనం చేసే కాంతి వెక్టర్ E యొక్క భాగాన్ని ప్రసారం చేయగల పరికరం ధ్రువణ కాంతిని విశ్లేషించడానికి కూడా ఉపయోగించవచ్చు; ఈ సందర్భంలో దానిని ఎనలైజర్ అంటారు. పాక్షికంగా ధ్రువణ కాంతి ఎనలైజర్‌పై పడితే, పుంజం చుట్టూ ఎనలైజర్ యొక్క భ్రమణం గరిష్టంగా (ఎనలైజర్ ప్లేన్ yy దిశతో సమానంగా ఉంటుంది) నుండి ప్రసారం చేయబడిన కాంతి యొక్క తీవ్రతలో మార్పుతో కూడి ఉంటుంది.
ప్లేన్-పోలరైజ్డ్ లైట్ ఎనలైజర్ A (Fig. 3) పై పడితే, అప్పుడు భాగం మిస్ అవుతుంది
,
(1)
ఇక్కడ అనేది సంఘటన కాంతి pp యొక్క డోలనం యొక్క విమానం మరియు ఎనలైజర్ aa యొక్క విమానం మధ్య కోణం. కాంతి తీవ్రత E 2కి అనులోమానుపాతంలో ఉన్నందున, (1) పరిగణనలోకి తీసుకుంటే మనం పొందుతాము:
ఇక్కడ I అనేది ఎనలైజర్ నుండి నిష్క్రమించే కాంతి యొక్క తీవ్రత, I o అనేది సంఘటన కాంతి యొక్క తీవ్రత. ఫార్ములా (2) మాలస్ చట్టాన్ని వ్యక్తపరుస్తుంది. పుంజం చుట్టూ ఎనలైజర్‌ను తిప్పడం ద్వారా, కాంతి దాని గుండా వెళ్ళని దాని స్థానాన్ని మీరు కనుగొనవచ్చు (తీవ్రత నేను సున్నా అవుతుంది). ఇన్సిడెంట్ లైట్ పూర్తిగా పోలరైజ్ చేయబడిందని నిర్ధారించుకోవడానికి ఇది నమ్మదగిన మార్గం. నేను తినే తీవ్రతతో సహజ కాంతి ధ్రువణకం మరియు ఎనలైజర్ ద్వారా వరుసగా వెళితే, ఉద్భవిస్తున్న పుంజం తీవ్రతను కలిగి ఉంటుంది.
α=0 (పోలరైజర్ మరియు ఎనలైజర్ ప్లేన్‌లు సమాంతరంగా ఉన్నప్పుడు), తీవ్రత గరిష్టంగా మరియు సమానంగా ఉంటుంది. "క్రాస్డ్" పోలరైజర్ మరియు ఎనలైజర్ 
వారు ఏ కాంతిని అస్సలు అనుమతించరు.
స్పెక్ట్రోఫోటోమెరీ, ఫోటోకలోరిమెట్రీ మరియు కలర్మెట్రీ ద్వారా నిర్వహించవచ్చు. TO ఆప్టికల్పద్ధతులలో టర్బోడిమెట్రీ మరియు నెఫెలోమెట్రీ ఉన్నాయి - విశ్లేషణ..., 1990. -480p. వాసిలీవ్ V.P. విశ్లేషణాత్మక రసాయన శాస్త్రం. మధ్యాహ్నం 2 గంటలకు పార్ట్ 2. ఫిజికో- రసాయన విశ్లేషణ పద్ధతులు: పాఠ్య పుస్తకం. కోసం...
ఆప్టికల్కేబుల్స్ మరియు వాటి లక్షణాలు
లెక్చర్ >> కమ్యూనికేషన్స్ అండ్ కమ్యూనికేషన్స్కోసం సాధారణ ప్రాథమిక అవసరాలు భౌతిక- యాంత్రిక లక్షణాలు ఆప్టికల్కేబుల్స్: - అధిక బలం... పెద్ద సంఖ్యలో డిజైన్‌లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు తయారు చేయబడ్డాయి ఆప్టికల్తంతులు అత్యంత సాధారణమైనవి నాలుగు...
ఫిజికోవిశ్లేషణ యొక్క రసాయన పద్ధతులు, వాటి వర్గీకరణ మరియు ప్రాథమిక పద్ధతులు
వియుక్త >> కెమిస్ట్రీవారి వర్గీకరణ మరియు ప్రాథమిక పద్ధతులు ఫిజికో-రసాయన పద్ధతులు విశ్లేషణ (FCMA) ... . గొప్ప ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలు ఆప్టికల్, క్రోమాటోగ్రాఫిక్ మరియు పొటెన్షియోమెట్రిక్ విశ్లేషణ పద్ధతులు... స్పెక్ట్రం యొక్క భాగాలు =10-3...10-8 మీ ఆప్టికల్పద్ధతులు (IR స్పెక్ట్రోస్కోపీ, ...
ఇది కూడా చదవండి:
|
పని సంఖ్య 3. డిఫ్రాక్షన్
పని యొక్క లక్ష్యం:విభిన్న కిరణాలలో వివిధ వస్తువుల నుండి విక్షేపణ నమూనాలను పొందడం నేర్చుకోండి, డిఫ్రాక్షన్ నమూనా నుండి కాంతి తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నిర్ణయించండి.
మీరు తప్పక తెలుసుకోవాల్సిన ప్రశ్నలు
పని చేయడానికి అనుమతి కోసం:
1. కాంతి విక్షేపం యొక్క దృగ్విషయం ఏమిటి?
2. హ్యూజెన్స్-ఫ్రెస్నెల్ సూత్రం.
3. ఫ్రెస్నెల్ జోన్ పద్ధతి.
4. రౌండ్ హోల్ నుండి పొందిన డిఫ్రాక్షన్ నమూనా రకం ద్వారా ఫ్రెస్నెల్ జోన్ల సంఖ్యను ఎలా నిర్ణయించవచ్చు?
5. ఫ్రాన్‌హోఫర్ డిఫ్రాక్షన్ మరియు ఫ్రెస్నెల్ డిఫ్రాక్షన్ మధ్య తేడా ఏమిటి?
6. వృత్తాకార తెర మరియు వృత్తాకార రంధ్రం నుండి భిన్నమైన మరియు సమాంతర కిరణాలలో విక్షేపం.
7. డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రాలో రంగుల క్రమం ఏమిటి? సున్నా గరిష్ట రంగు ఏమిటి?
8. జోన్ ప్లేట్ అని దేన్ని పిలుస్తారు?
పరిచయం
డిఫ్రాక్షన్ అనేది రెక్టిలినియర్ ప్రచారం నుండి కాంతి పుంజం యొక్క విక్షేపం లేదా అపారదర్శక వస్తువుల చుట్టూ కాంతిని వంగడం యొక్క దృగ్విషయం. విక్షేపం తరువాత, నేరుగా ప్రచారం నుండి వైదొలిగిన కిరణాలు ఒకదానికొకటి కలుస్తాయి మరియు అతివ్యాప్తి చెందుతాయి మరియు అవి ఒకే తరంగం నుండి పొందబడినందున, అవి పొందికగా ఉంటాయి (కాంతి జోక్యంపై పనిని చూడండి) మరియు, అందువల్ల, ఒక జోక్య నమూనాను ఏర్పరుస్తుంది (గరిష్ట మరియు రేడియేషన్ ప్రత్యామ్నాయం కనిష్ట). ఈ నమూనాను "డిఫ్రాక్షన్ నమూనా" అంటారు. అటువంటి చిత్రాన్ని విశ్లేషించడానికి, ఎదుర్కొన్న తరంగాల వ్యాప్తి మరియు దశలను తెలుసుకోవడం అవసరం.
డైవర్జెంట్ కిరణాలలో (ఫ్రెస్నెల్ డిఫ్రాక్షన్) మరియు సమాంతర కిరణాలలో (ఫ్రాన్‌హోఫర్ డిఫ్రాక్షన్) డిఫ్రాక్షన్‌ని పరిశీలిద్దాం.
గుండ్రని రంధ్రం (ఫ్రెస్నెల్ డిఫ్రాక్షన్) నుండి విక్షేపణ కిరణాలలో విక్షేపం
ఒక బిందువు వద్దకు వచ్చే డోలనాల వ్యాప్తి ఎతరంగ ఉపరితలం యొక్క వివిధ భాగాల నుండి (Fig. 1), దూరంపై ఆధారపడి ఉంటుంది ( బి) పాయింట్‌కి ఈ విభాగాలు ఎ, వాటి పరిమాణం మరియు కోణం aసాధారణ నుండి వేవ్ ఫ్రంట్ మరియు పాయింట్‌కి దిశ ఎ. అన్ని విభాగాల నుండి వచ్చే డోలనాల వ్యాప్తిని కనుగొనేటప్పుడు, వ్యక్తిగత డోలనాల దశలు ఏకీభవించకపోవచ్చనే వాస్తవాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవడం కూడా అవసరం, ఎందుకంటే వాటి పాయింట్‌కి వాటి మార్గాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. ఎ. డోలనాల వ్యాప్తిని కనుగొనడం, సాధారణంగా, చాలా కష్టమైన పని. ఫ్రెస్నెల్ ఒక సాధారణ పద్ధతిని ప్రతిపాదించాడు, దీని ఉపయోగం అనేక సాధారణ సందర్భాలలో గుణాత్మకంగా సరైన డిఫ్రాక్షన్ నమూనాను ఇస్తుంది.
తరంగ మార్గాలు భిన్నంగా ఉన్నప్పుడు (- తరంగదైర్ఘ్యం), డోలనాలు యాంటీఫేస్‌లో సంభవిస్తాయి మరియు ఒకదానికొకటి రద్దు చేయబడతాయి. ఫ్రెస్నెల్ వేవ్ ఫ్రంట్‌ను జోన్‌లుగా విభజించాలని ప్రతిపాదించాడు, వీటిలో తీవ్రమైన పాయింట్లు యాంటీఫేస్‌లో డోలనాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి; ఈ జోన్ వేవ్ ఫ్రంట్‌లోని గోళాకార ఉపరితలంలో భాగం.
ఫ్రెస్నెల్ జోన్లు ఈ క్రింది విధంగా నిర్మించబడ్డాయి. సెంట్రల్ జోన్ (Fig. 1) అన్ని పాయింట్లను కలిగి ఉంటుంది, పాయింట్ వద్ద ఉన్న డోలనాల దశ వ్యత్యాసం ఎమించదు p(బిందువుకు దూరం ఎఇక లేదు బి 1 = , ఎక్కడ బి- వేవ్ ఫ్రంట్ నుండి పాయింట్‌కి అతి తక్కువ దూరం ఎ) ప్రక్కనే ఉన్న రెండవ జోన్ (మార్గం వ్యత్యాసంతో ) గోళంలో ఒక రింగ్ ప్రాంతాన్ని సూచిస్తుంది, దీని కోసం పాయింట్ల మధ్య పరివేష్టిత , ఒక వైపు, మరియు 
, మరోవైపు. సహజంగానే, కింది జోన్లు కూడా వృత్తాకారంగా ఉంటాయి, బయటి నుండి పాయింట్ల ద్వారా పరిమితం చేయబడతాయి , ఎక్కడ కె- జోన్ సంఖ్య. అన్ని మండలాల ప్రాంతాలు దాదాపు సమానంగా మరియు వ్యాసార్థం అని చూపవచ్చు కెవ జోన్ సమానం
. (1)
ఒక బిందువు వద్ద అన్ని ఫ్రెస్నెల్ జోన్ల నుండి డోలనాల యొక్క ఫలిత వ్యాప్తి యొక్క గణన ఎవెక్టర్ రేఖాచిత్రంలో ఉత్పత్తి చేయడానికి అనుకూలమైనది. దీన్ని చేయడానికి, ప్రతి ఫ్రెస్నెల్ జోన్‌ను ఒకే ప్రాంతంలోని పెద్ద సంఖ్యలో కేంద్రీకృత సబ్‌జోన్‌లుగా మానసికంగా విభజిద్దాం. అప్పుడు మొత్తం సబ్‌జోన్ యొక్క డోలనాల వ్యాప్తి వాటి మధ్య చిన్న దశ మార్పును కలిగి ఉన్న ప్రాథమిక వెక్టర్‌ల మొత్తంగా సూచించబడుతుంది, అనగా, దీని ద్వారా భ్రమణం dj, మరియు విపరీతమైన ప్రాథమిక వెక్టర్స్ ఒక కోణం ద్వారా దశలవారీగా మార్చబడతాయి p, అంటే వ్యతిరేక దిశలలో దర్శకత్వం వహించబడింది. జోన్ యొక్క అన్ని ప్రాథమిక వెక్టర్స్ కలిసి సెమిసర్కిల్‌ను ఏర్పరుస్తాయి మరియు ఫలితంగా డోలనాల వ్యాప్తి ఇఒక జోన్ నుండి 1 అన్ని వెక్టార్లను సంగ్రహించడం ద్వారా కనుగొనవచ్చు, అనగా ఇది ప్రాథమిక వెక్టర్స్ యొక్క గొలుసు యొక్క ప్రారంభం మరియు ముగింపును కలుపుతూ వెక్టార్‌ను ఏర్పరుస్తుంది (Fig. 2, a).
అదేవిధంగా, మీరు రెండవ జోన్ (Fig. 2, b) తో సహా ఒక నిర్మాణాన్ని చేయవచ్చు. ఫలిత వెక్టర్ ఇ 2 వ్యతిరేకంగా దర్శకత్వం వహించబడింది ఇ 1 మరియు సంపూర్ణ విలువలో కొంచెం తక్కువ ఇ 1 . మండలాల ప్రాంతాలు ఒకే విధంగా ఉన్నప్పటికీ, రెండవ జోన్ పాయింట్ వద్ద పరిశీలకుడికి సంబంధించి కొద్దిగా వంపుతిరిగి ఉండటం వలన చివరి పరిస్థితి ఏర్పడింది. ఎ. అయితే, డోలనాల మొత్తం వ్యాప్తి ఇ 1 + ఇ 2 చిన్నది (Fig. 2, b).
గ్రాఫికల్‌గా, వెక్టర్స్ గొలుసులను సర్కిల్‌లోని సంబంధిత భాగాలతో భర్తీ చేయడం ద్వారా వైబ్రేషన్ వ్యాప్తిని లెక్కించవచ్చు. మూర్తి 2 (సి మరియు డి) గోళాకార వేవ్ ఫ్రంట్ యొక్క మూడు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ జోన్ల కోసం ఇటువంటి నిర్మాణాలను చూపుతుంది. a మరియు d కేసులను పోల్చి చూస్తే, 1వ ఫ్రెస్నెల్ జోన్ నుండి డోలనాల వ్యాప్తి రెండు రెట్లు (మరియు కాంతి తీవ్రత I 4 సార్లు, ఎందుకంటే I » ఎ 2) అనంతమైన జోన్ల నుండి సంబంధిత వ్యాప్తి కంటే ఎక్కువ.
పాయింట్ సోర్స్ ఉండనివ్వండి ఎస్మరియు ఒక అపారదర్శక ప్లేట్ ఎంఒక రౌండ్ రంధ్రంతో (Fig. 3, a). ఒక పాయింట్ వద్ద ప్రకాశాన్ని నిర్ణయించడం అవసరం ఎ, మూలం నుండి వెళుతున్న సరళ రేఖపై పడుకోవడం ఎస్రంధ్రం మధ్యలో ద్వారా. సహజంగానే, రంధ్రం గోళాకార తరంగంలో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే దాటడానికి అనుమతిస్తుంది. ఒక పాయింట్ వద్ద ప్రకాశం ఎఫ్రంట్‌లోని ఈ భాగం యొక్క చర్య ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుంది, అంటే, ఓపెన్ ఫ్రెస్నెల్ జోన్ల ద్వారా మాత్రమే, వీటి సంఖ్య రంధ్రం యొక్క వ్యాసం, తరంగదైర్ఘ్యం మరియు ప్రయోగం యొక్క జ్యామితిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
ఓపెన్ జోన్ల సంఖ్య ఉంటే TOకూడా, అప్పుడు తీవ్రత యొక్క గ్రాఫిక్ గణన (Fig. 2, b) అదృశ్యమయ్యే తక్కువ తీవ్రతకు దారి తీస్తుంది, అనగా పాయింట్ వద్ద ఎచీకటి ఉంటుంది, మరియు బేసిగా ఉంటుంది TO(Fig. 2, a, c) పాయింట్ వద్ద ఎగరిష్ట ప్రకాశం ఉంటుంది.
సహజంగానే, ఇది పాయింట్ గురించి సుష్టంగా ఉండాలి ఎ(కేంద్రం నుండి అదే దూరంలో ఉన్న పాయింట్ల వద్ద, డిఫ్రాక్షన్ పరిస్థితులు ఒకే విధంగా ఉంటాయి). అంతేకాకుండా, అక్షం మీద ఒక బిందువు వద్ద మనం ఒక కాంతి ప్రదేశాన్ని గమనిస్తే, దాని చుట్టూ మనం ఒక చీకటి వలయాన్ని కనుగొంటాము, దాని చుట్టూ మనం ఒక కాంతి వలయాన్ని గమనించవచ్చు, అనగా డిఫ్రాక్షన్ నమూనాలో ప్రత్యామ్నాయ చీకటి మరియు తేలికపాటి వలయాలు (వృత్తాలు) ఉంటాయి (Fig. . 3b) .
కార్నర్ a, ఏదైనా డిఫ్రాక్షన్ గరిష్టంగా దిశను వర్గీకరిస్తుంది, దీనిని డిఫ్రాక్షన్ కోణం అని పిలుస్తారు (Fig. 3a). మొదటి రింగ్‌కు దిశలో ఒక కోణం (మరింత ఖచ్చితంగా 1.22) ద్వారా వర్గీకరించబడిందని చూపించడం సాధ్యమవుతుంది (అయితే సులభం కాదు). డి- రంధ్రం వ్యాసం.
1 | | |
నిర్వచనం
డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రంఅనేది డిఫ్రాక్షన్ నుండి వచ్చే స్క్రీన్పై తీవ్రత పంపిణీ.
ఈ సందర్భంలో, కాంతి శక్తి యొక్క ప్రధాన భాగం కేంద్ర గరిష్టంగా కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది.
మేము పరిగణనలో ఉన్న పరికరంగా డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌ని తీసుకుంటే, దాని సహాయంతో డిఫ్రాక్షన్ నిర్వహించబడుతుంది, అప్పుడు ఫార్ములా నుండి:
(ఇక్కడ d అనేది గ్రేటింగ్ స్థిరాంకం; ఇది విక్షేపణ కోణం; కాంతి యొక్క తరంగదైర్ఘ్యం; . ఒక పూర్ణాంకం), ఇది ప్రధాన గరిష్టం కనిపించే కోణం, గ్రేటింగ్ (కాంతి)పై కాంతి సంఘటన యొక్క తరంగదైర్ఘ్యానికి సంబంధించినదని ఇది అనుసరిస్తుంది. గ్రేటింగ్ మీద సాధారణంగా వస్తుంది). దీనర్థం, వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాల కాంతి ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన తీవ్రత గరిష్టం అనేది పరిశీలన స్థలంలో వేర్వేరు ప్రదేశాలలో సంభవిస్తుంది, ఇది స్పెక్ట్రల్ పరికరంగా డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌ను ఉపయోగించడం సాధ్యపడుతుంది.
తెల్లటి కాంతి ఒక డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌పై పడితే, సెంట్రల్ గరిష్టాన్ని మినహాయించి అన్ని గరిష్టాలు స్పెక్ట్రమ్‌గా కుళ్ళిపోతాయి. ఫార్ములా (1) నుండి, వ ఆర్డర్ గరిష్ట స్థానాన్ని ఇలా నిర్ణయించవచ్చు:
వ్యక్తీకరణ (2) నుండి పెరుగుతున్న తరంగదైర్ఘ్యంతో, కేంద్ర గరిష్ట నుండి గరిష్ట సంఖ్య mతో దూరం పెరుగుతుంది. ప్రతి ప్రధాన గరిష్ట వైలెట్ భాగం డిఫ్రాక్షన్ నమూనా మధ్యలో ఉంటుంది మరియు ఎరుపు భాగం బాహ్యంగా ఉంటుంది. తెల్లని కాంతి యొక్క వర్ణపట కుళ్ళిపోయే సమయంలో, వైలెట్ కిరణాలు ఎరుపు రంగుల కంటే బలంగా మారుతాయని గుర్తుంచుకోవాలి.
ఒక డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ అనేది ఒక సాధారణ వర్ణపట పరికరంగా ఉపయోగించబడుతుంది, దీనితో తరంగదైర్ఘ్యాన్ని నిర్ణయించవచ్చు. గ్రేటింగ్ వ్యవధి తెలిసినట్లయితే, కాంతి తరంగదైర్ఘ్యం కనుగొనడం అనేది స్పెక్ట్రం యొక్క ఎంచుకున్న రేఖకు దిశకు అనుగుణంగా ఉండే కోణాన్ని కొలవడానికి తగ్గించబడుతుంది. సాధారణంగా, మొదటి లేదా రెండవ-ఆర్డర్ స్పెక్ట్రా ఉపయోగించబడుతుంది.
హై-ఆర్డర్ డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రా ఒకదానికొకటి అతివ్యాప్తి చెందుతుందని గమనించాలి. అందువలన, తెల్లని కాంతి కుళ్ళిపోయినప్పుడు, రెండవ మరియు మూడవ ఆర్డర్‌ల స్పెక్ట్రా ఇప్పటికే పాక్షికంగా అతివ్యాప్తి చెందుతుంది.
వర్ణపటంలోకి విక్షేపం మరియు చెదరగొట్టడం
విక్షేపణను ఉపయోగించి, వ్యాప్తి వంటి, కాంతి పుంజం దాని భాగాలుగా విభజించవచ్చు. అయితే, ఈ భౌతిక దృగ్విషయాలలో ప్రాథమిక వ్యత్యాసాలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, డిఫ్రాక్షన్ స్పెక్ట్రం అనేది అడ్డంకుల చుట్టూ కాంతి వంగడం ఫలితంగా ఉంటుంది, ఉదాహరణకు, డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ దగ్గర చీకటి ప్రాంతాలు. అటువంటి స్పెక్ట్రం అన్ని దిశలలో సమానంగా వ్యాపిస్తుంది. స్పెక్ట్రమ్ యొక్క వైలెట్ భాగం మధ్యలో ఉంటుంది. ప్రిజం ద్వారా కాంతిని పంపడం ద్వారా డిస్పర్సివ్ స్పెక్ట్రమ్ పొందవచ్చు. స్పెక్ట్రం వైలెట్ దిశలో విస్తరించి, ఎరుపు రంగులో కంప్రెస్ చేయబడింది. స్పెక్ట్రం యొక్క వైలెట్ భాగం ఎరుపు భాగం కంటే పెద్ద వెడల్పును ఆక్రమించింది. వర్ణపట కుళ్ళిపోయే సమయంలో, ఎరుపు కిరణాలు వైలెట్ కిరణాల కంటే తక్కువగా మారతాయి, అంటే స్పెక్ట్రం యొక్క ఎరుపు భాగం కేంద్రానికి దగ్గరగా ఉంటుంది.
డిఫ్రాక్షన్ సమయంలో గరిష్ట వర్ణపట క్రమం
ఫార్ములా (2)ని ఉపయోగించి మరియు అది ఒకటి కంటే ఎక్కువ ఉండకూడదనే వాస్తవాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, మేము దానిని పొందుతాము:
సమస్య పరిష్కారానికి ఉదాహరణలు
ఉదాహరణ 1
| వ్యాయామం | = 600 nmకి సమానమైన తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన కాంతి దాని సమతలానికి లంబంగా ఉన్న డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్‌పై సంఘటన, గ్రేటింగ్ వ్యవధి mకి సమానం. స్పెక్ట్రం యొక్క అత్యధిక క్రమం ఏమిటి? ఈ సందర్భంలో గరిష్ట సంఖ్య ఎంత? |
| పరిష్కారం | సమస్యను పరిష్కరించడానికి ఆధారం ఇవ్వబడిన పరిస్థితులలో ఒక గ్రేటింగ్ ద్వారా విక్షేపణ సమయంలో పొందిన గరిష్ట సూత్రం: m గరిష్ట విలువ వద్ద పొందబడుతుంది =600 nm=m అయితే గణనలను చేద్దాం:
గరిష్ట సంఖ్య (n) దీనికి సమానంగా ఉంటుంది: |
| సమాధానం | =3; |
ఉదాహరణ 2
| వ్యాయామం | తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన ఏకవర్ణ కాంతి పుంజం. గ్రేటింగ్ నుండి L దూరంలో ఒక స్క్రీన్ ఉంది, దానిపై లెన్స్ ఉపయోగించి స్పెక్ట్రల్ డిఫ్రాక్షన్ నమూనా ఏర్పడుతుంది. ఇది మొదటి ప్రధాన విక్షేపణ గరిష్టం సెంట్రల్ నుండి x దూరంలో ఉన్నట్లు కనుగొనబడింది (Fig. 1). డిఫ్రాక్షన్ గ్రేటింగ్ స్థిరాంకం (d) అంటే ఏమిటి? |
| పరిష్కారం | డ్రాయింగ్ చేద్దాం. |