Vật lý đại cương - Nhiễu xạ ánh sáng

Chia sẻ: Pham Xuân Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

415
lượt xem 48
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'vật lý đại cương - nhiễu xạ ánh sáng', khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Vật lý đại cương - Nhiễu xạ ánh sáng

VËt lý §¹i c−¬ng Quang häc sãng Ch−¬ng II NhiÔu x¹ ¸nh s¸ng
1. HiÖn t−îng Lç to nhiÔu x¹ ¸nh s¸ng gãc nhiÔu x¹ Lç nhá ¶nh ϕ nhiÔu x¹ Tia s¬ cÊp , tia nhiÔu x¹ lμ hiÖn t−îng tia s¸ng lÖch khái ph−¬ng truyÒn khi ®i gÇn ch−íng ng¹i
2. Nguyªn lý Huyghen - Frenen BÊt k× ®iÓm nμo mμ AS truyÒn qua ®Òu trë thμnh nguån s¸ng thø cÊp ph¸t AS vÒ phÝa tr−íc nã. Biªn ®é vμ pha cña nguån thø cÊp lμ biªn ®é vμ pha cña nguån thùc g©y ra t¹i vÞ trÝ cña nguån thø cÊp Biªn ®é tõ dS chiÕu ®Õn M A( θ0 , θ)dS θ,θ0 cμng dS a(M) = θr nhá A cμng r1r2 r1 θ 0 2 lín O M A( θ0 , θ)dS r1 + r2 x( M ) = ∫ cos ω( t − S ) r1r2 v S
3. Ph−¬ng ph¸p ®íi cÇu Frªnen 3.1 §Þnh nghÜa, tÝnh chÊt ®íi cÇu Frªnen: πRb λ b+3 ΔS = λ λ R+b θ2 b+ R Σ3 Rbλ 2 Σ0 Σ1 M rk = k O R+b Σ2 B b Σ4 λ b+2 k=1, 2,... 2 λ a tû lÖ nghÞch víi θ: b+4 1 a k = (a k −1 + a k +1 ) 2 a1> a2> a3>...> an>... 2 HiÖu quang lé AS tõ 2 ®íi cÇu liªn tiÕp ΔL=λ/2 Biªn ®é s¸ng t¹i M: a=a1-a2+ a3- a4... ± an... + n lÎ, - n ch½n
3.2. NhiÔu x¹ qua lç trßn g©y bëi nguån ®iÓm Cã n ®íi cÇu, Biªn ®é s¸ng t¹i M ë gÇn: R a=a1-a2+ a3- a4... ± an O M + n lÎ, - n ch½n a3 a3 a5 a1 a1 an a = + ( − a 2 + ) + ( − a 4 + ) + ... ± 2 2 2 2 2 2 a1 a n a= ± + n lÎ, - n ch½n 2 2 2 a1 I0 = NhiÒu ®íi cÇu an ->0 => I0=a2 4 Chøa sè lÎ ®íi cÇu a1 a n 2 I = ( + ) > I0 2 2
a1 a n 2 I = ( − ) < I0 Chøa sè ch½n ®íi cÇu 2 2 n=2 => I2=0 n=1 => I1=a12=4I0 3.3. NhiÔu x¹ qua ®Üa trßn: m+2 §Üa b¸n kÝnh r0 che mÊt m M m ®íi cÇu. AS tõ ®íi r0 O cÇu m+1 chiÕu tíi M a = am+1-am+2+ am+3- ... m+1 a m+3 a m+3 a m +5 a m +1 a m+1 a= +( − a m+2 + )+( − a m+4 + ) + ... 2 2 2 2 2 a m +1 a= 2
Che c¸c ®íi cÇu (hoÆc ch½n hoÆc lÎ) ®Ó t¨ng c−êng ®é s¸ng a=a1-a2+ a3- a4... ± an -> a=a1+ a3... +alÎ 4. NhiÔu x¹ g©y bëi c¸c sãng ph¼ng δA ϕ M 4.1.Qua mét khe hÑp AB=b F BÒ réng mçi d¶i δ=λ/2sinϕ O Σ0 I1 B Sè d¶i 2b sin ϕ I0 b Σ4 Σ2 Σ n = = λ/2 λ / 2 sin ϕ λ 1 Σ3 HiÖu quang lé gi÷a 2 tia tõ 2 d¶i liªn tiÕp:
Chóng dËp t¾t nhau tõng ®«i mét ΔL=λ/2 2b sin ϕ n= = 2k §iÒu kiÖn cùc tiÓu: M tèi λ λ sin ϕ = k k = ±1, ±2... Trõ k=0 b §iÒu kiÖn cùc ®¹i: M s¸ng λ 2b sin ϕ sin ϕ = ( 2k + 1) n= = 2k + 1 λ 2b k = 1, ±2, ±3... Trõ k=0 vμ k=-1 øng víi k=0, -1 trïng víi cùc ®¹i gi÷a
sinϕ=0 cùc ®¹i gi÷a I0 λ λ λ sin ϕ = ± ,±2 ,±3 ... b b b I1 I cã c¸c cùc tiÓu 2 λ λ sinϕ sin ϕ = ±3 ,±5 ,... λλ λ −λO −2 2 2b 2b bb bb cã c¸c cùc ®¹i Tû lÖ I0 :I1 :I2: I3...=1: 0,045:0,016:0,008... NhËn xÐt: 1 Cùc ®¹i gi÷a cã bÒ réng gÊp ®«i c¸c cùc ®¹i bªn. 2 Cùc ®¹i gi÷a cã c−êng ®é gÊp tr¨m lÇn c¸c cùc ®¹i bªn.
4.2. NhiÔu x¹ qua nhiÒu khe hÑp. C¸ch tö λ d>b>λ dsinϕ sin ϕ = k db M b ϕ Cã c¸c cùc tiÓu chÝnh. F N/CPh©n bè c−êng ®é s¸ng IE gi÷a hai cùc tiÓu chÝnh: HiÖu quang lé gi÷a 2 tia t−¬ng øng tõ 2 khe liªn tiÕp L1 − L 2 = d sin ϕ = kλ λ sin ϕ = k cã c¸c cùc ®¹i chÝnh. d k =0, ±1, ±2... k=0 cùc ®¹i gi÷a. Gi÷a c¸c cùc ®¹i chÝnh cã c¸c cùc tiÓu t¹i λ λ d sin ϕ = ( 2k + 1) sin ϕ = ( 2k + 1) 2 2d
d=3b Hai tia tõ 2 khe liªn tiÕp λ/d khö lÉn nhau -> tèi -λ/b λ/b cßn tuú thuéc vμo sè khe N 0 kλ/d N=1-> 1 Cùc ®¹i gi÷a N=2 -> C¸c cùc ®¹i chÝnh Sinϕ & Cùc tiÓu (2k+1)λ/2d N=3-> 1 Cùc ®¹i phô: N-2. 2 cùc tiÓu phô: N-1. N nhiÒu: C¸c cùc ®¹i nÐt
• C¸ch tö nhiÔu x¹: TËp hîp c¸c khe hÑp gièng nhau c¸ch ®Òu nhau vμ cïng n»m trªn mÆt ph¼ng: d chu k× C¸ch tö truyÒn qua: KÝnh r¹ch n=1/d d 500 - C¸ch tö ph¶n x¹: 1200/mm Kim lo¹i R¹ch KÜ thuËt quang kh¾c
• NhiÔu x¹ ¸nh s¸ng tr¾ng qua c¸ch tö 0,4μm ≤ λ ≤ 0,76μm TÝm, Chμm, Lam, Lôc,Vμng,Da cam, §á Kho¶ng tèi V©n tr¾ng trung t©m k=4 k=2 7 mÇu,k=1 k=3 • NhiÔu x¹ trªn tinh thÓ HiÖu quang lé 2 tia Tia X cã λ~10 -10m ΔL=2dsinθ=kλ λ θ d~3.10-10m sin θ = k 2d C«ng thøc Wulf-Bragg
tia x, e,n Zn Debye (111)Si mÉu tinh thÓ Phim