ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория дифракционной решетки из "Прикладная физическая оптика " Чтобы легче было разобраться в довольно сложном физическом явлении интерференции дифрагированных пучков света на N щелях решетки, рассмотрим вначале дифракцию Фраунгофера на одной, затем на двух и, наконец, на N щелях. [c.80] Интенсивность этих максимумов, вообще говоря, быстро убывает пропорцпонально На рис. 58 приведено распределение интен- сивности в фокальной плоскости объектива Об. [c.82] Пусть ширина щелей по-прежнему Щели разделены непрозрачным промежутком хо(рис. 59). [c.83] Дополнительные минимумы лежат в направлениях 8Шф = , 3 , 5 и т. д. [c.84] Имеем N одинаковых щелей ширины х , разделенных одинаковыми темными промежутками х о (рис. 61). Разность хода соответствеппых лучей двух соседних пучков, дифрагированных под углом ф, есть A = (a -f ) sin ф. [c.85] Предполагается, что на решетку падает плоская волна с фронтом ММ, амплитуда колебания Л которой для всех N щелей постоянная. [c.85] Здесь величина к—1)А — разность хода между соответственными лучами 1-го и А -го пучков. [c.85] В отдельности, а на рис. 63 графически дано их произведение. Таким образом, имеет место как бы наложение дифракционной картины от одной щели на распределение, получающееся при интерференции света от N эквидистантных точечных источников. [c.88] Спектры с постоянной дисперсией, лежащие вблизи нормали к решетке, называют нормальными спектрами. В этом отношении призматический спектр, где дисперсия меняется обратно пропорционально 1, , менее удобен. На рис. 65 дано сравнение шкал призменного спектрографа (а) и спектрографа с дифракционной решеткой (б). [c.90] На рис. 66 приведены два спектра испускания Солнца, полученных с помощью призмы (а) и решетки (б). Как видно из рисунка, они очень сильно отличаются друг от друга как по форме, так и по положению максимумов. [c.90] Поэтому при исследовании распределения интенсивности в непрерывных спектрах необходимо всегда вносить поправку на зависимость дисперсии от длины волны. Чтобы получить спектр, приближающийся к нормальному, необходимо все ординаты интенсивностей призменного спектра разделить на Я, . [c.90] Согласно предложению Рэлея считают, что два близких главных дифракционных максимума приблизительно одинаковой интенсивности, соответствующих длинам волн Я, и еще достаточно хорошо могут быть замечены как отдельные, если второй максимум расположен по отношению к первому не ближе, чем первый минимум последнего. На рис. 16 было уже указано это предельное положение двух еще разрешимых но Рэлею максимумов. [c.91] Для определения величины бЯ в формуле для теоретической разрешающей способности воспользуемся выражением для угловой дисперсии решетки бА,= - 6ф. Величина бф, очевидно. [c.91] Определим значение Ь. Из рис. 68 видно, что величина Ь =х задается сечением пучка. Значение определяет собой линейную апертуру призмы для пучка, выходящего из призмы под углом . [c.92] В случае т одинаковых призм разрешающая способность увеличивается пропорционально сумме оснований всех призм. [c.93] Из расслютрения вопроса об разрешающей способности дифракционной решетки и призмы следует, что имеет место связь между разрешающей способностью и угловой дисперсией спектральных приборов. Однако эта связь носит сложный характер. Действительно, в некоторых случаях увеличение угловой дисперсии сопровождается увеличением в такой же мере и разрешающей способности. В других случаях этого может и не быть. Наоборот, возможно увеличение разрешающей способности прибора без увеличения его угловой дисперсии. Следовательно, в последних случаях эти две важнейшие характеристики приборов оказываются как бы независимыми. [c.93] Такую же независимость угловой дисперсии и разрешающей способности легко проиллюстрировать и для дифракционных решеток. В самом деле, возьмем две решетки и рассмотрим их угловую дисперсию и разрешающую способность в одном и том же порядке спектра. Оказывается, сообразно с ранее приведенными соотношениями, чтобы увеличить угловую дисперсию, например, решетки в 2 раза, достаточно уменьшить ее постоянную также в 2 раза, сохранив прежнее общее число штрихов N решетки. Разрешающая способность при этом не изменится. Наоборот, чтобы, не меняя угловую дисперсию решетки, увеличить ее разрешающую способность, следует увеличить общее количество штрихов решетки, не меняя ее постоянной. Угловая дисперсия при этом не изменится. [c.94] Из вышеприведенных примеров, однако, легко видеть, что независимость угловой дисперсии и разрешающей способности все же имеет относительный характер. Они независимы друг от друга, пока мы их не связали с третьей важнейшей характеристикой спектрального прибора — линейной апертурой диспергирующей системы или, иначе говоря, с поперечным сечением действующих пучков. [c.94] Теперь можно указать и на примеры, когда разрешающая способность растет пропорционально угловой дисперсии. Эти примеры имеют наибольшее практическое значение. Дело в том, что в случае призменных спектральных приборов увеличение угловой дисперсии и разрешающе способности достигается одновременно увеличением числа призм или увеличением числа прохождений через призмы действующих пучков в автоколлимационных схемах. В случае дифракционных спектральных приборов увеличение угловой дисперсии и разрешающей способности достигается обычно заменой одной решетки другой с такой же поверхностью заштрихованной части (линейная анертура остается прежней), но с увеличенным числом штрихов на миллиметр (т. е. другой постоянной решетки). Общее число штрихов нри этом также увеличится. [c.95] Вернуться к основной статье