Дифракциялық тор. Физика, 11 сынып, дидактикалық материал.

 Жаңа ақпарат «Дифракциялық тор».

 Оқушылар бейне материалдарды қарау барысында конспект құрастырады. Мұғалім оқушыларға қолдау көрсетеді.

 Видео:

 https://www.youtube.com/watch?v=SrKNyMF1wmU

Дифракциялық тор - айқын да анық дифракциялық суретті алу және бақылау үшін дифракциялық торды пайдаланады. Дифракциялық тoр дегеніміз — жарық дифракциясы байқалатын тосқауылдар және саңылаулардың жиынтығы.

Дифракциялық торды реттелген дифракциялық тop және реттелмеген дифракциялық тop деп бөледі. Реттелген тор деп саңылаулары белгілі бір қатаң тәртіп бойынша орналаскан торларды, ал реттелмеген деп саңылаулары тәртіпсіз орналасқан торларды айтады. Геометриялық құрылысына қарай торларды жазық және кеңістіктік торлар деп те бөледі. Кеңістіктік реттелмеген торларға, мысалы, тұмандағы ауа тамшылары немесе мұз қиыршықтарының жиынтығы, көз кірпіктері жатады.

Жазық реттелген тор - Оны алмаз кескішпен жасалған параллель және бір-біріне өте жақын орналасқан саңылаулар мен тосқауылдар жиынтығынан дайындайды. Саңылаудың ені а, ал тосқауыл-штрихтің ені b болсын, сонда b + a = d тордың тұрақтысы немесе периоды деп аталады.

Жарықтың дифракциялық торда таралу процесін карастырайық. Монохроматтық сәулеленудің жазық шебі тор саңылауларының жазықтығына жетті дейік. Линзаның көмегімен барлық параллель шоқтарды экранға жинаймыз. Экранда φ бағытында таралатын параллель сәулелердің шоқтары жиналатын кез келген А нүктесін таңдап аламыз. Көрші екі саңылаудан шығатын жарық сәулелерінің жол айырымын 4.19-суреттің көмегімен оңай табамыз: A = dsinφ.

Егер Δ = 2kλ/2 болса, А нүктесінде максимум байқалады. Онда дифракциялық тор үшін келесі формула дұрыс:

Бұл формула арқылы максимумдардың бірінші, екінші, т.с.с. қатарларын табуға болады. Дифракциялық көрініс — бұл күңгірт аралықтармен бөлінген түрлі-түсті жолақтар қатары. Саңылаудан ақ жарық жібергенде орталықтағы ақ дақтың екі шетінен бірінші, екінші, т.с.с. қатармен орналасқан боялған спектрлер көрінеді.

Сонымен бірге толқын ұзындығы артқан сайын (қызыл жарық) осы толқынның максимумы байқалатын бұрышы үлкен болады. Егер орға көк жарық түсірілсе, онда барлық максимумдар көк түске боялады (4.13) формуладан бір толқын ұзындығы үшін бірнеше максимумдардың байқалуы мүмкін екенін көреміз. n = 0, бұрыш φ = 0 болады, яғни максимум аламыз. Бұл нөлінші ретті максимум деп аталады.

Дифракциялық сурет.

Қолданылуы.

Дифракциялық тор спектралды аспаптарда, сондай-ақ сызықтық және бұрыштық қозғалыстардың оптикалық датчиктері (өлшеуіш дифракциялық торлар), поляризаторлар және инфрақызыл сәулелену сүзгілері, интерферометрлердегі будаларды бөлгіштер және "антибликті" көзілдіріктер ретінде қолданылады.

Шағылдырғыш дифракциялық торлардың қарапайым және тұрмыста таралған мысалдарының бірі-компакт-диск. Компакт-дискінің бетінде-орамдар арасындағы 1,6 мкм қадамы бар спираль түріндегі жол. Бұл жолдың енінің шамамен үштен бір бөлігі (0,5 мкм) оған түсетін жарықты шашырататын тереңдеумен (бұл жазылған деректер), шамамен үштен екі бөлігі (1,1 мкм) — жарықты шағылыстыратын жарықты шағылыстыратын жарықсыз төсеніш. Осылайша, компакт-диск-1,6 мкм периодымен шағылыстырғыш дифракциялық тор. Сонымен қатар, осындай шағылыстырғыш дифракциялық тор CD-R дискі және бос DVD дискі болып табылады, өйткені оларда ақпаратты жазу кезінде лазер сәулесінің бағыты үшін спиральды жол бар. DVD — 0,74 мкм үшін тор периоды.