Дифракционная решетка как спектральный прибор

Дифракционная решетка как спектральный прибор [c.312]

ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА КАК СПЕКТРАЛЬНЫЙ ПРИБОР 313 [c.313]

Дифракционная решетка — важнейший спектральный прибор, предназначенный для разложения света в спектр и измерения длин волн. Она представляет собой плоскую стеклянную или металлическую поверхность, на которой делительной машиной нарезано очень много (до сотен тысяч) прямых равноотстоящих штрихов. На стеклянных решетках наблюдения можно производить как в проходящем, так и в отраженном свете, на металлических — только в отраженном. Применяются вогнутые металлические решетки, в которых штрихи наносятся на вогнутой сферической поверхности. [c.302]

ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА КАК ПРИБОР ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ СВЕТА [c.154]

Элементарная теория спектральных приборов связана с теорией призмы и дифракционной решетки как диспергирующих систем, от которых зависят основные параметры спектральных устройств — их линейная дисперсия и разрешающая способность. Для призмы последние легко определяются, когда она установлена в параллельных пучках вблизи угла наименьшего отклонения. [c.69]

Дифракционная решетка представляет собой прибор, позволяющий производить спектральный анализ света, подобно тому как анализаторы звука, о которых мы говорили выше, дают возможность определять спектр звука. [c.285]

Майкельсон применил интерферометрическое наблюдение для оценки малых угловых расстояний между двойными звездами, а также для оценки углового диаметра звезд. Метод Майкельсона, равно как и применение его к определению размеров субмикроскопических частичек, будет изложен ниже (см. 45). Наконец, понятно, что интерференционные методы, позволяющие с огромной точностью определять длину волны, могут служить для самых тонких спектроскопических исследований (тонкая структура спектральных линий, исследование формы и ширины спектральных линий, ничтожные изменения в строении спектральных линий). Интерференционные спектроскопы, их достоинства и недостатки будут обсуждены вместе с другими спектральными приборами (дифракционная решетка, призма) в 50. [c.149]

Несколько особое место среди оптических инструментов занимают спектральные аппараты, предназначенные не для получения изображения светящегося объекта, а для исследования спектрального состава посылаемого им света. В соответствии с этим существенную часть спектрального аппарата составляет приспособление для разложения света по длинам волн. Такую роль исполняет призма, выполненная из материала со значительней дисперсией, дифракционная решетка или какой-либо интерференционный прибор. Последние служат для детального анализа света, довольно близкого к монохроматическому, ибо дисперсионная область этих приборов весьма ограничена. Поэтому их нередко употребляют в соединении с призматическим или дифракционными спектральными аппаратами, которые являются наиболее распространенными инструментами этого рода. [c.337]

Отражательные дифракционные решетки широко используются для получения спектров и спектральных изображений в рентгеновском диапазоне и являются основным средством исследования в таких областях науки, как физика твердого тела, физика горячей плазмы, космическая астрофизика и др. Известно, что в более длинноволновых диапазонах спектра (инфракрасном, видимом и ближнем ультрафиолетовом) высокого качества спектров можно достигнуть с помощью обычной сферической решетки, работающей вблизи нормального падения. В рентгеновской области спектра достаточно высокие дисперсия и эффективность отражения могут быть получены только при скользящем падении однако в этом случае обычная сферическая решетка с регулярными штрихами работает с большими аберрациями, которые ограничивают максимальное разрешение и светосилу прибора. [c.249]

У спектрального прибора дифракционная решетка имеет разрешающую способность в первом порядке 7 i=60 000. Как изменится се разрешающая способность при работе в III порядке [c.178]

Еще в тридцатых годах в ряде исследований употреблялись спектральные приборы с призмой и фокусирующей оптикой из флюорита. Сейчас они практически полностью вытеснены приборами с дифракционной решеткой и применяются очень редко, так как вогнутые решетки и реплики стали легко доступными. [c.128]

Преимущества фурье-спектрометра перед обычными спектральными приборами (например, с дифракционной решеткой, см. 6.6) обусловлены увеличением проходящего через прибор светового потока (для достижения высокого разрешения здесь ие требуется уменьшать ширину входной щели) и одновременной регистрацией всего спектра при использовании фотоэлектрических приемников. Для коротковолновой части спектра эти преимущества значительно снижаются в связи с тем, что. на приемник попадает одновременно с модулированной и немодулированная часть излучения, из-за чего возрастает уровень шумов на выходе. В коротковолновой части спектра шум определяется полным световым потоком, в то время как для малочувствительных детекторов инфракрасного излучения основной шум обусловлен собственными шумами детектора и в широких пределах не зависит от падающего на приемник потока излучения. Поэтому преимущества метода реализуются лишь в инфракрасной области, особенно в далекой. [c.255]

Фокусирующая оптика спектрального прибора может быть как линзовой, так и зеркальной. В автоколлимационных приборах один и тот же объектив выполняет функции коллиматорного и камерного, а входная щель и ее цветные изображения лежат в одной его фокальной плоскости (рис. 6.30). В приборах с вогнутой отражательной дифракционной решеткой специальная фокусирующая оптика отсутствует. Изображение щели создает сама решетка. [c.316]

В интерференционных спектральных приборах число интерференционных пучков N относительно невелико (несколько десятков, в интерферометре Майкельсона N = 2), тогда как порядки спектров т очень высоки (около 10 ООО и больше). Поэтому интерференционные спектральные приборы имеют малые дисперсионные области. Они могут применяться для исследования только очень узких участков спектра, например для изучения структуры отдельных спектральных линий, выделенных каким-либо другим спектральным аппаратом с большей дисперсионной областью, но с недостаточной разрешающей способностью. Однако эти приборы более просты в обращении и имеют большую светосилу, чем дифракционные решетки. [c.315]

Как видно из численного примера, приведенного выше (В = = 10 Гс), Q/ Oq я 2 10 . Для разрешения такого расщепления требуются спектральные приборы с разрешающей силой Oq/Q не менее 5-10 , т. е. дифракционные решетки или интерференционные спектроскопы. Но в опытах П. Л. Капицы (В = 3,2-10 Гс) были уже достаточны призменные спектроскопы. [c.569]

Пятый студент. — Точка зрения, к которой мы пришли в результате дискуссии, пожалуй, логически безупречна, так же как и вся теория спектрального разложения. Но мне психологически трудно ее принять. Формально все правильно, и тем не менее я испытываю чувство неудовлетворенности... Вероятно, вот отчего. Мы заранее разлагаем математически функцию /(г) на синусоиды, и невольно создается впечатление, что вся сила — именно в этой математической операции. Затушевывается реальный процесс, происходящий в спектральном приборе. Покажите нам, не разлагая заранее белый свет или модулированное колебание на синусоиды, что дифракционная решетка или колебательный контур превращают, перерабатывают его в отдельно существующее синусоидальное или почти синусоидальное колебание. Пусть синусоидальные составляющие функции / 1) появятся не на втором этапе исследования ), а лишь на четвертом. [c.541]

Дифракционная решетка как диспергирующий элемент спектрального прибора характеризуется, как и призма, угловой дисперсией, теоретической разрешающей силой п. в отличие от прпзмы, конечной областью дпсперсии. Последняя характеристика связана с наличием у решетки спектров различных порядков. [c.216]

Такпм образом, на круге Роуланда распределение освещенности в изображении щели в спектральных приборах с вогнутой дифракционной решеткой (как и в любом астигматическом приборе) зависит от высоты входной щелп или, более точно, от соотпошепия между /г и / . [c.287]

Дифракционная решетка, как уже указывалось, есть спектральный прибор, в котором осуществляется многолучевая интерференция идентичных световых пучков, из которых каждый сдвинут по фазе относительно предыдущего на одну и ту же величину. Ко всем приборам, работающим по этому принципу, применимы общие результаты, изложенные в двух предыдущих параграфах. В частности, их спектральная разрешающая способность выражается формулой к/бк = Ыт, т. е. равна разности хода между крайними интерферируюш ими лучами, выраженной в длинах волн. Высокая разрешающая способность достигается как увеличением числа интерферирующих пучков М, так и повышением порядка интерференции т. В дифракционных решетках число интерферирующих пучков очень велико (до 200 ООО и больше), а порядки интерференции т низкие (не выше 3). В так называемых интерференционных спектральных приборах, наоборот, порядки интерференции т очень высокие (до 10 и выше), а число интерферирующих пучков сравнительно невелико (20—40). Одним из таких приборов является ступенчатая решетка, или эшелон Майкельсона. [c.316]

Достигнутые в последние годы успехи в изготовлении нарезных и голографических решеток на подложках асферической формы, с переменным шагом и кривизной штрихов позволили существенно улучшить параметры спектральных приборов за счет коррекции аберраций как в классической роуландовской так и в нетрадиционных схемах их установки. В настоящее время можно рассчитать и изготовить высокоэффективные дифракционные решетки рентгеновского диапазона, оптимизированные в заданном диапазоне длин волн для данной геометрии установки и способные давать стигматическое изображение с высокими спектральным и пространственным разрешениями, не уступающими разрешению решеток в видимой области спектра. [c.249]

G точки зрения повышения дисперсии прибора выгодно работать в высшем порядке спектра. Так как интенсивность спектральных линий быстро падает с увеличением порядка спектра, то обычно не пользуются порядком выше четвертого. Исключение представляют ступенчатые отражательные решетки Эшелле, у которых А доходит до 100 для инфракрасной области спектра. Поэтому, чтобы иметь прибор с хорошей дисперсией и разрешающей способностью в спектрах низкого порядка, применяют дифракционную решетку с малым значением ее постоянной d и с достаточно общим числом штрихов. Решетки отличаются друг от друга частотой штрихов, размерами нарезанной площади, формой поверхности и другими характеристиками. В табл. 6 даны приближенная классификация решеток и спектральная область их применения. [c.44]

Еслп штрихи решетки нанесепы па плоскую поверхность, то такие решеткп называются плоскими если на вогнутую сферическую поверхность — вогнутыми. Последние обладают фокусирующим действием. В современных спектральных приборах используются как плоские, так и вогнутые дифракционные решетки, и г.лавпьш образом отражательные. [c.203]

Как изменится обратная линейная дисиерсия спектрального прибора dlldl, если дифракционную решетку установить так, чтобы она работала во II порядке вместо 1 [c.178]

Высокая разрешающая способность достигается как в интерферометрах Фабри—Перо и Майкельсона (порядка 10 ), так и в дифракционных решетках (порядка 10 ) й в других интерферометрах. Однако такая высокая разрешающая способность в них достигается за счет различных факторор. В интерферометре Фабри—Перо и Майкельсона она достигается за счет высоких порядков интерференции (порядка 10 ) при сравнительно небольшом числе интерферирующих лучей (несколько десятков в интерферометре Фабри—Перо и два луча в интерферометре Майкельсона), а в дифракционной решетке — за счет большого числа интерферирующих лучей (порядка 10 ) при малом порядке интерференции (несколько единиц). Благодаря этому дисперсионная область очень мала у интерферометра Фабри —Перо (порядка 10" нм) и интерферометра Майкельсона (порядка 10 нм) и очень велика у дифракционной решетки (порядка 10 нм). Поэтому если исследуемое излучение имеет большую дисперсионную область, а его необходимо исследовать с помощью приборов высокого разрешения с малой дисперсионной областью, то приходится комбинировать Между qoбoй различные спектральные аппараты. При этом пб лучаются одновременно и широкая дисперсионная область и большое разрешение. [c.231]

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]

Особый интерес представляют вогнутые дифракционные решетки, изобретенные Роуландом. Они изготовляются в виде металлического сферического зеркала, на вогнутой полированной поверхности которого нанесены резцом штрихи. Такая отражательная решетка обладает замечательным свойством — она сама фокусирует дифрагированные лучи. Для получения спектрального прибора нет никакой необходплмости в объективах или какой-либо другой оптике. Прибор состоит из входной щели, решетки и приемного устройства (фотопластинки, фотоэлемента и пр.). [c.98]

Контур спектральной линии зависит, конечно, не только от условия освещения и ширины входной щели. Аппаратурные искажения спектральных приборов имеют и нещелевой характер. Так, например, кривизна спектральных лини11 может вызывать в монохроматорах как асимметрию наблюдаемого контура, так даже и смещение его максимудга. Увеличение высоты щели и ее наклон относительно преломляющего ребра призм или штрихов дифракционной решетки приводят к некоторому увеличению нолу- [c.106]

Для сочленения интерферометра следует установить в плоскость щели спектрографа коллективную линзу, которая проектирует нзображенне выходного коллиматора интерферометра в плоскость выходного коллиматора спектрографа и соответственно плоскость входного коллиматорного объектива интерферометра в плоскость входного коллиматорного объектива спектрографа. Такое сочленение, правда, не всегда возможно, так как обычно применяются приборы, которые специально для таких целей не рассчитывались. Поэтому сочетание апертурных диафрагм приборов может производиться в простейшем случае проектированием изображения пластин интерферометра (или кювет, которые будут ограничивать действующие пучки) приблизительно в область расположения призмы или дифракционной решетки спектрографа. Следует отметить, что оптические схемы других, как двух.лучевых, так и многолучевых, интерферометров и способы их сочленения со спектральными приборами ничем принципиально не отличаются от только что описанных, [c.177]

В предыдущих параграфах спектральный аппарат рассматривался как анализатор, пространствейно разделяющий монохроматические волны, уже имеющиеся (согласно теореме Фурье) в световом возмущении, попадающем в этот прибор. Но на него можно также смотреть как на генератор, который под действием непериодических возмущений (импульсов) вырабатывает периодические возмущения и пространственно разделяет их. Проще всего такой подход разъяснить на примере дифракционной решетки. [c.326]

Как показывает опыт, с помощью одного красителя нетрудно получить щирокую полосу генерируемого излучения, в ряде случаев до 100 нм. Если заменить одно из зеркал дифракционной решеткой или поместить внутрь резонатора какой-либо интерферометр, то полоса генерации становится очень узкой (<0,0001 нм). Поворачивая решетку на небольшой угол, можно плавно изменять частоту генерируемого излучения в пределах ширины полосы люминесценции (10—100 нм). С помощью небольшого набора из 10—12 растворов различных веществ удается перекрыть широкий спектральный интервал от 300 до 1200 нм (0,3—1,2 мкм). Такой набор использован, например, в первом приборе этого типа Радуга , разработанном в Институте АН БССР. [c.36]

В спектрофотометре свет обычно расщепляется в спектр с помощью призмы или дифракционной решетки, и каждая из полос соответствующих длин волн отбирается по очереди для измерений. Разработаны приборы, в которых узкие полосы отбираются путем интерференционных фильтров. Если необходимо изучать флуоресцентные материалы, образец должен освещаться полным спектром, а отраженный свет — разлагаться для анализа [13]. Спектральное разрешение прибора зависит от узости полос, применяемых для измерений. Для большинства работ с красками ширина полосы в 10 нм дает чаще всего достаточное разрешение. Теоретически спектрофотометр способен прямо сравнивать отраженный свет с падающи1М, но его обычно калибруют по матовому стеклянному стандарту, предварительно откалиброванному в международно зарегистрированной лаборатории. Должна быть сделана проверка оптического нуля путем измерений с черной ловушкой света, так как пыль и другие помехи могут привести к неправильным показаниям. [c.454]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...