Дифракция на дифракционных решетка

Дифракционный коэффициент 352, 406 Дифракция на дифракционных решетках 434, 441 [c.652]

Направим теперь на голограмму (синусоидальную дифракционную решетку) один из пучков, принимавших участие в ее образовании, например пучок /. Если угол падения луча на дифракционную решетку обозначить через J, а угол дифракции — через р, то, как известно, они связаны соотношением [c.207]

Световой пучок, соответствующий каждому максимуму, проходя через вторую решетку, распадается на новую совокупность световых пучков, дающих максимумы вдоль вертикальной линии. Полная картина спектра подобна изображенной на рис. 10.1. Цифры 0,0 0,1 1,1 1,2 и т. д. около пятнышек показывают порядок спектра в первой и второй решетках интенсивность их убывает по закону распределения интенсивности в дифракционных спектрах решетки. Нетрудно дать элементарную теорию дифракции на такой решетке. [c.225]

Рассмотренный случай дифракции на трехмерной решетке имеет исключительно важное значение. Он осуществляется практически при дифракции рентгеновских лучей на естественных кристаллах. Лучи Рентгена представляют собой электромагнитные волны, длина которых в тысячи раз меньше длин волн обычного света. Поэтому устройство для рентгеновских лучей искусственных дифракционных решеток сопряжено с огромными трудностями. Мы видели, что трудность эта может быть обойдена путем применения лучей, падающих на решетку под углом, близким к ЭО". Однако дифракция рентгеновских лучей была осуществлена задолго до опытов с наклонными лучами на штрихованных отражательных решетках. По мысли Лауэ (1913 г.), в качестве дифракционной решетки для рентгеновских лучей была использована естественная пространственная решетка, которую представляют собой кристаллы. Атомы и молекулы в кристалле расположены в виде правильной трехмерной решетки, причем периоды таких решеток сравнимы с длиной волны рентгеновских лучей. Если на такой кристалл направить пучок рентгеновских лучей, то каждый атом или молекулярная группа, из которых состоит кристаллическая решетка, вызывает дифракцию рентгеновских лучей. Мы имеем случай дифракции на трехмерной решетке, рассмотренный выше. Действительно, наблюдаемые дифракционные картины соответствуют характерным особенностям дифракции на пространственной решетке. [c.231]

Кристалл одного вещества заменить кристаллом другого. Явлению этому можно дать полное количественное истолкование, если допустить, что рентгеновские лучи суть волны, испытывающие дифракцию на пространственной решетке, каковой является кристалл. Действительно, кристалл представляет собой совокупность атомов, расположенных в виде правильной пространственной решетки. Расстояние между атомами составляет доли нанометров (для кристалла каменной соли, например, расстояние от Ыа до С1 равно 0,2814 нм). Каждый атом решетки становится центром рассеяния рентгеновских волн, когерентных между собой, ибо они возбуждаются одной и той же приходящей волной. Интерферируя между собой, эти волны дают по известным направлениям максимумы, которые вызывают образование отдельных дифракционных пятнышек на фотографической эмульсии. По положению и относительной интенсивности этих пятнышек можно составить представление о расположении рассеивающих центров в кристаллической решетке и об их природе (атомы, атомные группы или ионы). Поэтому явление дифракции, будучи важнейшим и непосредственным доказательством волновой при- [c.408]

Прошло более десяти лет со дня выхода первой в мировой литературе монографии [25], посвященной электромагнитной теории дифракции волн на решетках. Позже появился еще ряд монографий, посвященных дифракционным свойствам решеток и методам их анализа [6, 50—52, 54, 114]. При этом часть этих исследований была в основном ориентирована на решетки оптического диапазона 150, 52], а другая — на периодические структуры, обладающие свойствами, перспективными к использованию в радиодиапазоне электромагнитных колебаний [6, 50, 51, 54, 114]. В настоящей работе особое внимание уделено развитию результатов, изложенных в [25, 63], и новых свойств, обнаруженных позднее, которые оказались перспективными к применению в радиофизических исследованиях МИЛЛИ- и субмиллиметрового диапазонов, при построении соответствующей метрологической и элементной базы и в дальнейшем — при создании радиотехники милли- и субмиллиметрового диапазонов. Данная книга является как бы единым целым с монографиями [25, 63], вместе они содержат уникальные по полноте и детальности аналитические, графические и численные данные по амплитудно-частотным, поляризационным и другим зависимостям, характеризующим рассеяние волн на дифракционных решетках самых различных профилей и типов. В сумме с работами [25, 63] она позволит завершить определенный этап (изучение физики резонансного стационарного рассеяния волн) в построении общей электродинамической теории решеток. Дальнейшие перспективы исследований в этой области авторы видят в создании спектральной теории решеток, изучении процессов нестационарного рассеяния, более последовательном подходе крещению практически важных задач синтеза, оптимизации и диагностики, нелинейных задач, в расширении возможностей анализа электродинамических характеристик структур с неидеальными и анизотропными включениями [195, 196] и т. п. [c.11]

Таким образом, поля дифракции на отражательных решетках представляют собой четную (1.55) для Я-поляризации и нечетную (1.56) для -поляризации части решений задач дифракции на симметричных полупрозрачных структурах. Существование такой связи позволяет глубже понять природу некоторых дифракционных явлений (см. [c.33]

Рис. 14. Дифракция на прямоугольной решетке [22]. а — прямоугольная решетка б — нулевой дифракционный порядок в, г к д — соответственно первый, второй и третий дифракционные порядки.

Частным случаем подобных собственных типов дифракции являются дифракция Н и Е линейно поляризованных световых волн в изотропной среде. В силу отсутствия расщепления поверхности волновых векторов число собственных типов дифракции на данной решетке К сокращается до двух, наблюдаемых при одном и том же угле падения считывающей световой волны. Вместе с этим Н- и -ком-поненты дифрагируют независимым образом, что и позволяет выделять их в собственные типы дифракции. Как будет показано в разделе 5.5, подобный выбор собственных состояний поляризации дифракционных процессов в оптически изотропных ФРК не является единственно возможным. В общем случае он определяется не только ориентацией плоскости падения, но также и анизотропными свойствами собственно фазовых решеток, формируемых в рассматриваемых кристаллах. [c.82]

При дальнейшем понижении температуры на фоне сверхпроводимости возникает магнитный переход в очень своеобразную слоистую, или доменную, магнитную структуру, в которой намагниченность в соседних слоях имеет противоположное направление (температура Т . Поскольку сверхпроводящий ток экранирует магнитное поле, то узнать об этой магнитной структуре удается лишь при помощи дифракции нейтронов. Нейтроны, имея магнитный момент, чувствуют магнитную структуру и дифрагируют на ней, как свет на дифракционной решетке или рентгеновское излучение в кристалле. [c.441]

Двумерные и трехмерные решетки могут быть простыми примитивными) и составными (см. т. И, 130). Решетка называется простой, если она построена из одинаковых атомов, причем элементарная ячейка решетки состоит из восьми атомов, расположенных в вершинах параллелепипедов. Все остальные решетки называются составными. Составная решетка состоит из нескольких простых решеток, вставленных друг в друга. Дифракционная картина, возникающая при дифракции рентгеновских волн на составной решетке, получается в результате интерференции дифракционных картин от простых решеток, из которых она состоит. Поэтому достаточно ограничиться рассмотрением дифракции на простых решетках. [c.387]

По принципу Гюйгенса — Френеля (У.2.3.3°) каждая щель является источником когерентных вторичных волн, способных интерферировать друг с другом. Если на дифракционную решетку перпендикулярно к ней падает пучок параллельных лучей света, то под углом дифракции Ф (п. 2 ) на экране Э, расположенном в фокальной плоскости линзы, будет наблюдаться система дифракционных максимумов и минимумов, полученная в результате интерференции света от различных щелей. [c.373]

В предыдущих параграфах этой главы рассматривалась одномерная задача дифракции плоской волны на правильной структуре из N параллельных щелей. При расчете коэффициента пропускания дифракционной решетки учитывалась зависимость лишь от одной переменной величины (текущей координаты х). Считалось, что ось X, лежащая в плоскости решетки, направлена перпендикулярно образующим щелей. При перемещении приемника параллельно оси У никаких интерференционных эффектов не наблюдалось — вдоль щели интенсивности складывались. Перейдем к исследованию дифракции в более сложных слу- [c.344]

Рассмотрите дифракцию на правильной структуре щелей. Получите формулу для интенсивности света после прохождения амплитудной дифракционной решетки. [c.459]

При разборе задачи о дифракции на щели мы допускали, что по всей ширине щели амплитуда и фаза вторичных волн одинаковы. Другими словами, мы пренебрегали искажающим влиянием краев щели, что допустимо, если ширина щели Ь значительно больше длины волны Ь X). Таким образом, мы оставались в области применимости принципа Френеля — Кирхгофа, и наше решение имеет силу именно при этих условиях. Однако на практике нередко приходится иметь дело с дифракцией на щелях, ширина которых сравнима с длиной волны. В частности, современные дифракционные решетки (см. 45) представляют совокупность щелей шириной в 1—2 мкм, т. е. сравнимых с длиной волны. Возникает вопрос, в какой мере метод Френеля—Кирхгофа пригоден в этих случаях Для предельного случая ширины щели, малой по сравнению с длиной волны (6 X), удалось дать строгое решение задачи, не поль- [c.178]

Как уже указывалось в 48, рефракционные структуры, вносящие изменение не в амплитуду, а в фазу проходящей волны, дают прекрасно выраженную дифракцию (например, фазовые дифракционные решетки). Однако такие структуры нельзя непосредственно рассматривать или сфотографировать, ибо наши приемники реагируют не на фазу, а на амплитуду (интенсивность), которая остается неизменной при прохождении через разные участки рефракционной структуры. Может показаться, что этот результат опровергает пригодность метода рассмотрения Аббе при одинаковых первичных изображениях (спектрах) мы получаем совершенно различные вторичные изображения. Затруднение объясняется просто дифракционные спектры тех и других структур могут не отличаться по амплитудам, но фаза нулевого спектра в случае рефракционных структур отличается на /. я от фазы спектров остальных порядков. Это и приводит к различию во вторичных изображениях, где происходит суммирование всех спектров. Если, однако, изменить фазу нулевого спектра на /. я, то мы устраним различие между тем, что дают абсорбционные и рефракционные структуры, и сможем увидеть эти последние. Те места структуры, которые дают большее изменение в фазе, можно сделать темными или светлыми в зависимости от того, будет ли добавочная разность фазы в нулевом спектре равна или [c.363]

Если при исследованиях рентгеновских лучей в качестве дифракционной решетки использовать искусственную плоскую решетку с относительно грубым периодом и направить на нее рентгеновские лучи под углом, близким к 90°, то возможно наблюдение дифракции от плоской решетки, т. е. с максимумами, соответствующими всем длинам волн (ср. 47). [c.412]

Под рентгенографическим анализом понимается совокупность разнообразных методов исследования, в которых используется дифракция рентгеновского излучения - поперечных электромагнитных колебаний с длиной волны 10 -10- Л. Применение рентгеновского излучения для исследования кристаллических веществ основано на том, что его длина волны сопоставима с расстоянием между упорядоченно расположенными атомами в решетке кристаллов, которая для него является естественной дифракционной решеткой. Сущность рентгенографических методов анализа как раз и заключается в изучении дифракционной картины, получаемой при отражении рентгеновских лучей атомными плоскостями в структуре кристаллов. [c.158]

ВОЛН. Если в качестве экрана Э поставить фотопластинку, на которой после проявления будет система полос, то она может быть использована ДЛЯ воспроизведения интерферировавших волн. Действительно, если проявленную пластинку поместить в то же место оптической системы (рис. 31, б) и в той же ориентации, в какой она экспонировалась, и направить на нее просвечивающую волну, идентичную опорной, а волну 2 прикрыть диафрагмой Д, то фотопластинка представит собой дифракционную решетку. В результате дифракции образуются волны, которые фактически воспроизводят волну, перекрытую диафрагмой Д. [c.75]

Понятно, что эффективное использование решеток невозможно без серьезного теоретического и экспериментального исследования их дифракционных свойств. Первые работы такого плана появились в начале двадцатого века. Вуд усовершенствовал дифракционную решетку, нанеся на нее борозды известной геометрической формы, что позволило определять распределение энергии по отдельным спектрам, и экспериментально обнаружил свойство аномального рассеяния волн [13, 14]. Рэлей первый представил рассеянное поле вблизи периодической структуры в виде разложения в ряд по плоским волнам, теоретически исследовал дифракцию волн на эшелетте [15,16] и создал один из наиболее известных приближенных методов, которыми располагала теория дифракции до появления строгих решений. [c.6]

Сдвиг определения интенсивности, создаваемого дифракционной решеткой с профилированным штрихом (и1трихпунктирная кривая), по сравнению с распределением при дифракции на амплитудной решетке (пунктирная кривая) [c.301]

Изложенное в 50 (и, в частности, установленная Рэлеем особенность дифракции на синусоидальных решетках, дающих спектры только первого порядка) позволяет весьма общим и практически важным способом рассмотреть вопрос о дифракции на структурах любого вида. Какова бы ни была структура (в частности, даже если она не периодична), явления дифракции имеют место. Расчет дифракционной картины в таком практически очень распространенном случае, однако, гораздо труднее. Рэлей указал чрезвычайно общий прием рещення подобных задач. [c.224]

В структуре не наблюдали фрагментов окисной пленки. Тем не менее вполне вероятно, что они не видны из-за большого количества дефектов в структуре. Дифракционная картина, полученная с участка размером 0,5мкм (рис. 1.326 ), представляет собой размытые концентрические окружности. Это свидетельствует о большеугловых разориентировках в сильнодеформированной структуре и значительных внутренних напряжениях. Рефлексы на окружностях связаны с дифракцией на кристаллической решетке Fe. [c.49]

Основная количественная характеристика, определяемая при теоретическом рассмотрении дифракции на объемной решетке (5.1),—это максимальная интенсивность продифрагировавшего пучка, т. е. фактически дифракционная эффективность решетки т]. Очень важно также знать условия брэгговской дифракции, при которой достигается этот максимум,и провести анализ влияния отклонения параметров считывающего светового пучка (его угла падения и длины волны) от их брэгговских значений (5.2) на интенсивность дифракции, т. е. анализ селективных свойств объемной голограммы. При рассмотрении этих и аналогичных проблем в настоящее время широко используются два основных подхода, а именно описание процесса дифракции в кинематическом и динамическом приближениях. [c.77]

Новый метод представляет собой попытку обойти этот барьер, не преодолевая его в лоб, двухступенчатым процессом, в котором предмет регистрируется с помощью пучка электронов, а восстанавливается с помощью светового пучка. Общая идея такого процесса впервые возникла у автора под влиянием работы Брэгга Рентгеновская микроскопия [2] (см. также [3]). Однако метод Брэгга, в котором кристаллическая решетка восстанавливается с помощью процесса дифракции на дифракционной картине, полученной в рентгеновских лучах, может быть применен лишь к одному определенному классу периодических структур. Обычно это связывают с тем, что дифракционные картины содержат информацию только об интенсивностях волны и не содержат информации о фазах. Но эта формулировка не вполне удачна, так как она сразу же наводит на мысль, что раз фазы ненаблюдаемы в случае применения этого метода, то они не-наблюдаемы всегда. В самом деле, при анализе обычных дифракционных картин нельзя установить не только ненаблюдаемую часть фазы, но также и ту ее часть, которая обусловлена геометрическими и оптическими свойствами предмета и в принципе могла бы быть определена путем сравнения фаз рассматриваемой волны и стандартной опорной волны. Именно эти рассуждения привели меня в конце концов к новому методу. [c.219]

Рис, 2,31, Сравнение интенсивностей отражений при дифракции рентгеновских лучей па порошках КС1 и КВг, В КС1 ионы и С1 имеют одинаковое число электронов. Амплитуды рассеяния для этих ионов (К ) и f (СГ) почти равны, так что дифракционная картина для КС1 имеет тот же вид, что и дифракционная картина для одноатомной простой кубической решетки с по- стоянной решетки а/2. Индексы отражений при дифракции на кубической решетке с постоянной решетки а являются только четными целыми числами. В КВг форм-факторы и Вг отличны, и в дифракционной картине присутствуют все отражения, присущие ГЦК решетке. (Robert van Nordstrand.) [c.95]

Как уже было сказано в гл. X, 13, флуктуации плотности в твердом теле можно себе представить как результат суперпозиции стоячих упругих (акустических) волн. Упругие волны представляют собой трехмерные фазовые дифракционные решетки (см. гл. IX, 9). Рассеяние, вызванное флуктуациями плотности, есть не что иное, как дифракция на этих решетках. Но эти решетки — пульсирующие они периодически появляются и исчезают (исчезают в моменты, когда деформация обращается в нуль). Поэтому дифрагируя свет, они вместе с тем модулируют его. Эта модуляция также должна проявляться как расщепление спектральных линий падающего света. Именно это расщепление имелось в виду в конце гл. X ( 13). Оно гораздо меньше, чем то, о котором шла речь выше. Как показывает теория, здесь й/ш порядка отношения скорости звука в кристалле к скорости света, т. е. порядка 10 . С целью обнаружить это явление был предпринят тот цикл экспериментальных исследований Г. С. Ландс-берга и Л. И. Мандельштама, который увенчался открытием комбинационного рассеяния света. Расщепление линий, вызванное флуктуациями плотности, впервые удалось обнаружить Е. Ф. Гроссу (Ленинград) в 1930 г., и притом не только в твердых телах, но и в жидкостях. [c.515]

Дифракционная р< шетка. Дифракция света используется в спектральных приборах. Одним из основных элементов во многих спектральных приборах ягзляется дифракционная решетка. Обычно применяются отрамгательные решетки, но мы рассмотрим принцип действия решетки, представ-ЛЯ101Ц0Й собой прозрачную пластинку- с нанесенной на нее системой параллельных непрозрачных полос, расположенных на [c.267]

Дифракция световых волн базируется на подробном, но полуколичественном исследовании иринцини Гюйгенса - Рренеля. В то же время часть задач (например, распределение интенсинности, даваемое дифракционной решеткой) сосчитана до конца, что облегчает их понимание. Рассматривается переход от [c.7]

Мы можем и не ограничиться измерениями распределения почернений на фотопластинке, но с ее помощью вновь воспроизвести интерферировавшие волны. В самомделе, поместим фотопластинку в то же место и в той же ориентации, в каких она экспонировалась, и направим на нее просвечивающую волну, идентичную опорной О, прикрыв волну 1 диафрагмой Р (см. рис. 11.3, б). Поскольку почернение пластинки изменяется периодически, она представляет собой дифракционную решетку с периодом Справа от пластинки мы обнаружим набор плоских дифрагировавших волн направления их распространения (углы дифракции) определяются соотношением (см. 47) [c.238]

Необходимо отметить существенное различие между дифракцией света, падающего на плоскую дифракционную решетку, и дифракцией рентгеновских лучей в трехмерном кристалле. В первом случае угол падения не равен углу, под которым выходит дифрагированный луч. В оптике устанавливается связь между этими двумя углами, длиной световой волны Х и расстоянием между соседними штрихами дифракционной решетки. Закон Вульфа—Брэгга предполагает, что падающие рентгеновские лучи отражаются зеркально (угол падения равен углу отражения). Поэтому условие наилучшего отражения, по Вульфу— Брэггу, связывает угол падения с длиной волны и расстоянием между соседними параллельными отражающими плоскостями, при этом совершенно не учитывается расположение атомов в отражающей плоскости. [c.55]

Наиб, ярко Д. р. л. выражена в кристаллах, являющихся для рентгеновских лучей естеств. трёхмерными дифракционными решетками. Дифракц. максимумы в них возникают в направлениях, в к-рых вторичные (рассеянные атомами) волны распространяются с одинаковыми фазами. Для кристаллов это условие фазировки требует удовлетворения одновременно TpiiM условиям дифракции на одномерных дифракц. решетках [c.671]

Точность метода муара повышается при увеличении числа линий, приходящихся на 1 мм. При очень большом их числе проявляется эффект дифракции света, охраничивающий возможность то шых измерений. Наиболее эффективным способом предупреждения искажений муаровых картин является отггическое фильтрование. В простейшем случае муаровую картину наблюдают с помощью двух одинаковых линз, расположенных на расстоянии двух фокусных расстояний. В фокальной плоскости устанавливают диафрагму, пропускающую лучи, прошедшие через дифракционную решетку (эталонная и рабочие сетки) под строго определенными углами и фокусирующимися в фокальной плоскости. Пропуская лучи через определенные точки, можно из изображения муаровой картины исключить все линии сетки и оставить только изображения полос, увеличить число полос, улучшить резкость и качество изображения и др. [c.269]

Пара максимумов первого порядка интерферирует в плоскости изображения, создавая простые гармонические вариации освещенности, которые соответствуют основному периоду решетки. Этот период представляет собой минимальную информацию об объекте без тонких деталей его оптической структуры. Каждая пара последующих максимумов более высокого порядка добавляет последовательно к общей освещенности гармоники более короткого периода (х Djn), которые формируют изображение. Все детали изображения строятся способом, вполне аналогичным фурье-синтезу. В разд. 3.4.1 было показано, что дифракционные максимумы сами заключают в себе фурье-анализ рещетчатого объекта, и была сделана ссылка на дифракционную плоскость, описываемую как фурье-плоскость. Поэтому процесс формирования изображения в рассматриваемом нами примере можно интерпретировать как двойную фурье-обработку с дифракционной картиной в качестве фурье-анализа решетки и изображением в качестве фурье-синтеза данного фурье-анализа. Такая интерпретация особенно очевидна, если вспомнить принцип обратимости. Все порядки дифракции, которые создают изображение путем суммирования гармоник, возвращают к решетчатому объекту, где они рекомбинируют, образуя первоначальное распределение освещенности (апертурной функции) на решетке. [c.94]

Предлагаемая читателю книга посвящена группе элементов, значительно менее известных широкому кругу оптиков, чем асферические поверхности,— дифракционным оптическим элементам (ДОЭ), которые преобразуют падающий на них волновой фронт (в частности, формируют изображение) за счет дифракции света на их структуре. Можно выделить три основные вида ДОЭ светоделительные (дифракционные решетки), фокусирующие (дифракционные линзы) и корректирующие (дифрак ционные асферики) элементы. К первому виду относятся, например, спектральные решетки [35] или решетки е порядками одинаковой интенсивности [25, 49], которые не меняют кривизну [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...