Выкарыстанне хвалевых уласцівасцяў святла. дыфракцыйная рашотка

Хвалевая прырода святла ўжо даказаная даўно. Для вырашэння практычных задач часцяком карыстаюцца прынцыпамі геаметрычнай оптыкі, але і хвалевыя ўласцівасці святла вельмі шырока выкарыстоўваюцца ў самых розных галінах сучаснай навукі і тэхнікі. Прыкладам таму з'яўляецца дыфракцыя. Здольнасць хвалі абгінаць перашкоды, якія сустракаюцца ёй на шляху, ўласцівая і святла. Гэта з'ява праяўляецца, калі хвалі трапляюць у вобласць так званай геаметрычнай цені. Тлумачэнне з'яве дыфракцыі дае прынцып Гюйгенса. Згодна з гэтым тлумачэнню кожная кропка, якая зацягвае шляху хвалі, становіцца цэнтрам для другасных хваль. У абгінаючай гэтых хваль задаецца становішча хвалевага фронту для кожнага наступнага моманту часу.

У прыкладзе з плоскай хваляй, нармальна падаючай на адтуліну, зробленае ў непразрыстым экране, па тэорыі Гюйгенса, кожнай кропцы, якая вылучаецца адтулінай ўчастка хвалевага фронту, ўласцівая здольнасць станавіцца крыніцай другасных хваль (у аднастайнай ізатропнай асяроддзі яны сферычныя).

Дастаткова пабудаваць абгінаючую другасных хваляў на пэўны момант часу, каб лёгка прасачыць з'ява абмінання хваляй краю адтуліны. Гэта тлумачыцца тым, што фронт хвалі ўваходзіць у вобласць так званай геаметрычнай цені.

Выкарыстанне ўласцівасці дыфракцыі знайшло шырокае прымяненне ў прыборы, які атрымаў назву дыфракцыйная рашотка. У сваіх першапачатковых досведах з дыфракцыі святла Джэймс Грэгары выкарыстаў звычайнае птушынае пяро. Пасля яго замяніў спецыфічны аптычны прыбор. Дыфракцыйная рашотка ўяўляе сабой нанесеную на пэўную паверхню сукупнасць значнага ліку рысак, размешчаных рэгулярна. Імі могуць быць як шчыліны, так і выступы, у залежнасці ад выгляду, да якога належыць канкрэтная дыфракцыйная краты.

Адрозніваюць два выгляду рашотак - адбівальны і празрыстыя. Да першых адносяцца прыборы, якія выкарыстоўваюць адбівальную паверхню з нанесенымі рыскамі. Другія выкарыстоўваюць празрыстыя паверхні, тут могуць прымяняцца як рыскі, так і шчыліны.

Прынцып дзеяння дыфракцыйнай рашоткі тлумачыцца непасрэдна хвалевымі ўласцівасцямі святла. Для разбівання фронту светлавой хвалі выкарыстоўваюцца рыскі краты. У выніку ўтвараюцца асобныя пучкі так званага кагерэнтнага святла. Зведаўшы дыфракцыю на рысках, яны интерферируют адзін з адным. Улічваючы тое, што хвалі рознай даўжыні ствараюць максімумы інтэрферэнцыі пад зусім рознымі кутамі (вызначаюцца рознасцю ходу для интерферирующих прамянёў), атрымліваюць на выхадзе раскладзенае ў спектр белы свет.

Дыфракцыйная рашотка як прыбор знаходзіць прымяненне ў самых розных сферах чалавечай жыццядзейнасці. Яе выкарыстоўваюць і ў спектральных прыборах, і як аптычныя датчыкі кутніх (лінейных) перасоўванняў, і як палярызатары ці як фільтры інфрачырвонага выпраменьвання. Таксама гэта могуць быць дзельнікі пучкоў для інтэрфераметрыя або шкла «антыблікавым» ачкоў.

Маецца дыфракцыйная рашотка і для рэнтгенаўскіх прамянёў. Стварыць яе тэхнічна аказалася невыканальнай задачай. Для вырашэння гэтай праблемы навукоўцы пайшлі арыгінальным шляхам. Для раскладання рэнтгенаўскіх прамянёў прымяняюцца крышталічныя рашоткі некаторых крышталяў.

Як асноўная характарыстыка разглядаецца адрознівальная здольнасць дыфракцыйнай рашоткі. Яна ўяўляе сабой поўнае лік ліній у рашотцы, якое памножыць на парадак максімуму прамяня. Гэты выраз яшчэ можна ўявіць як зацвярджэнне, што для рознасці частот характэрна роўнасць з зваротнай велічынёй рознасці часовых адрэзкаў праходжання самых крайніх прамянёў, названых интерферирующими.

У побыце наглядным прыкладам дыфракцыйнай рашоткі можа паслужыць кампакт- дыск або грамафон пласцінка. Але для вырабу прамысловых прыбораў выкарыстоўваецца высокатэхналагічнае абсталяванне, якое валодае высокай дакладнасцю.