طيف الحيود. تحديد الطول الموجي للضوء باستخدام محزوز الحيود

عدد أطياف الانعراج محدود ويتم تحديده حسب الحالة

sinΘ = م / د1. (أربعة)

يستنتج من (4) أنه كلما زاد حجم ثابت الشبكة ، زاد عدد الحدود القصوى التي يمكن ملاحظتها ، لكن الحد الأقصى يصبح أقل سطوعًا في هذه الحالة.

وصف الإعداد التجريبي

يستخدم العمل مقضبًا شائعًا في الممارسة المختبرية ، وهو عبارة عن لوح زجاجي ، يتم تطبيق عدد من الضربات المتوازية عليه باستخدام قاطع ماسي خاص باستخدام آلة التقسيم.

لقياس زاوية الانحراف ، يتم استخدام مقياس الزوايا ، والذي يظهر مخططه في الشكل 3.

يتكون مقياس الزوايا من تلسكوب T ، موازاة K ، جدول C ، طرف E ، nonius H. يعمل الميزاء على إنشاء حزمة متوازية من الضوء. يتكون من أنبوب خارجي به عدسة O وأنبوب داخلي مع فتحة مدخل W مثبتة في المستوى البؤري للعدسة. تظهر موجة ضوئية مستوية (شعاع ضوء موازٍ) من الميزاء وتسقط على محزوز حيود. يتم جمع أشعة الضوء بواسطة عدسة التلسكوب وتشكل صورة حقيقية لشق الموازاة في المستوى البؤري. في مجال رؤية العدسة ، يمكن رؤية تقاطع الخيوط والصورة الفعلية للشق (الحد الأقصى للحيود) في وقت واحد. عن طريق تحريك التلسكوب ، يمكن للمرء محاذاة تقاطع الخيوط مع أي من الحد الأقصى للانعراج. مصدر الإشعاع الذي تم فحصه هو مصباح نيون.

استكمال العمل

عند العمل مع محزوز الحيود ، تتمثل المهمة الرئيسية في قياس الزوايا بدقة عند ملاحظة الحدود القصوى لأطوال موجية مختلفة.

للبدء ، من الضروري ضبط مقياس الزوايا. لهذا تحتاج:

1. ضبط التلسكوب على ما لا نهاية ، أي لرؤية واضحة للأجسام البعيدة ؛

2. ضع مصدر الضوء (مصباح النيون) مقابل شق الموازاة ؛

3. قم بتثبيت التلسكوب بحيث يكون محوره البصري استمرارًا لمحور الموازاة. سيتحقق ذلك عندما يكون الخط العمودي للعدسة العينية للأنبوب في منتصف صورة الشق ؛

4. ضع المحزوز على المنضدة بحيث تكون خيوط العدسة في منتصف النطاق المركزي الأكثر سطوعًا (طيف الترتيب الصفري). للحصول على أطياف جيدة ، يجب ضبط المحزوز بشكل عمودي على حزمة الأشعة بحيث تسير ضرباتها موازية لشق الموازاة.

يمكن استخدام محزوز الحيود مع فترة معروفة لقياس الأطوال الموجية. عند أداء العمل ، تظل الشبكة ثابتة ، ويدور التلسكوب بحيث تتطابق صورة الخط الطيفي قيد الدراسة مع خيوط العدسة.

يتم تحديد الطول الموجي من صيغة الشبكة
. هنا د = 0.01 مم ؛ م هو ترتيب الطيف أو رقم الحد الأقصى. هذه المعادلة هي الصيغة الحسابية الأساسية لحساب أطوال موجات الضوء باستخدام حواجز الانعراج.

يتم تقليل قياس الطول الموجي لتحديد الزاوية انحراف الأشعة عن الاتجاه الأصلي. يتم تنفيذ مزيد من العمل بالترتيب التالي.

1. اقرأ موضع خط الصفر n 0. للقيام بذلك ، يجب محاذاة خيط العدسة مع منتصف طيف الترتيب الصفري (النطاق الساطع المركزي) ، وباستخدام قرص دائري ورنيه ، حدد قيمة n 0.

2. بالمثل ، قم بعمل قراءات للخطوط الحمراء والصفراء والخضراء لأطياف الرتبتين الأولى والثانية ، في كل مرة محاذاة خيط العدسة مع الخط المقابل. يجب إجراء القياسات بالترتيب الموضح في الشكل 4.

3. سجل نتائج القياس في الجدول 1.

4. إذا تم الإشارة إلى جميع القراءات على اليمين بواسطة وعلى اليسار - ، ثم يمكن حساب زاوية نفس الخط بثلاث طرق (الصيغ معطاة أدناه):

بالنسبة للخط الأخضر ، على سبيل المثال أطلب ، n 1 \ u003d n 1 ، و n '1 \ u003d n 2 ، للخط الأصفر أطلب n 1 \ u003d n 3 ، n 1 \ u003d n 4 ، إلخ. (انظر الجدول 1).

5. معرفة الزاوية وتحديد الطول الموجي لكل خط من خطوط الطيف.

الجدول 1.

رقم السطر عن طريق الرسم	القراءة على الحوف الأيمن	العد التنازلي على اليسار

أسئلة الاختبار

1. ما تسمى موجات متماسكة؟

2. ما هي ظاهرة الحيود؟

3. صياغة مبدأ Huygens-Fresnel.

4. ما هو نوع الحيود الملاحظ في العمل؟

5. ما هو خط اللون في طيف الرتب الأولى والأعلى سيكون الأقرب إلى الحد الأقصى المركزي؟

6. كيف ستختلف أنماط الحيود التي يتم الحصول عليها من حواجز شبكية ذات ثوابت مختلفة ، ولكن بنفس عدد الخطوط؟

7. كيف سيتغير نمط الانعراج إذا تم إغلاق جزء من المحزوز كما في الشكل؟

8. ما هو ترتيب الألوان في أطياف الحيود؟

9. ما لون الصفر الأقصى؟ لماذا هي هكذا؟

10. كيف سيتغير نمط الانعراج إذا تم تغيير عرض الشق دون تغيير ثابت الشبكة؟

المؤلفات

1. Sivukhin D.V. دورة عامةالفيزياء. T.3. بصريات. م: نوكا ، 1985. - 752 ص.

2. Savelyev I. V. بالطبع الفيزياء العامة. T.2. الكهرباء والمغناطيسية. أمواج. بصريات. م: نوكا ، 1988. - 496 ص.

3. Feynman R. ، Layton R. ، Sands M. Feyman محاضرات في الفيزياء. T.3-4. إشعاع. أمواج. كوانتا. م: مير ، 1977.- 496 ص.

4. Landsberg G. S. Optics. م: نوكا ، 1976. - 823 ص.

5. Kaliteevsky N. I. البصريات الموجة. م: تخرج من المدرسه، 1978 - 321 ثانية.

العمل المخبري رقم 4 دراسة قانون ماليوس

الغرض من العمل: التحقق التجريبي من قانون مالوس.

الأجهزة والملحقات: مصدر ضوء ليزر أشباه الموصلات (GaAs) ، وكاشف ضوئي ، وجلفانومتر ، ومحلل بعلامة زاوية مطبقة عليه (سعر قسم واحد هو 1 س).

الجزء النظري من العمل

من وجهة نظر النظرية الكهرومغناطيسية ، الضوء عبارة عن موجات كهرومغناطيسية عرضية ، حيث تتأرجح نواقل المجال الكهربائي E والمجال المغناطيسي H في مستويات متعامدة بشكل متبادل. تسمى الموجة الكهرومغناطيسية (e / m) مستقطبة خطيًا أو مستقطبة مستوية إذا كان المتجه الكهربي E دائمًا يقع في نفس المستوى ، حيث يقع k العادي أيضًا في مقدمة الموجة (الشكل 1). يُطلق على المستوى الذي يحتوي على k الطبيعي في المقدمة ، والذي يقع فيه المتجه الكهربائي E / m للموجة ، مستوى الاستقطاب. الضوء الطبيعي غير مستقطب ، إنه مجموعة من موجات الضوء المنبعثة من العديد من الذرات الفردية ، ويتأرجح المتجهان E و H بشكل عشوائي في جميع الاتجاهات بشكل عمودي على الحزمة. في ضوء طبيعيتبين أن جميع اتجاهات اهتزازات المتجه E محتملة بشكل متساوٍ. يشمل الضوء الطبيعي ضوء النهار والضوء المتوهج وما إلى ذلك.

للحصول على ضوء مستقطب خطيًا ، غالبًا ما يتم استخدام صور بولارويد المصنوعة من بلورات التورمالين أو الجيروباتيت في الممارسة العملية. يتميز كل بولارويد بمحور بصري  ، وهو الاتجاه المفضل. المعنى الماديتوجيه مخصص ل هذه القضيةعلى النحو التالي. دع الضوء يسقط على بولارويد عموديًا على مستواه الذي يحتوي على المحور البصري. يمكن أن تتحلل الموجة الكهربائية المتجه E / m إلى مكونين. يمكن دائمًا اختيار هذه المكونات بحيث يكون أحدهما ، على سبيل المثال ، E y موازيًا للمحور البصري  ، والآخر ، دعنا نسميه E x ، متعامد مع . إذا تم توجيه الضوء الطبيعي إلى بولارويد ، فإن موجات e / m فقط هي التي ستمر عبر بولارويد ، حيث تحتوي المتجهات الكهربائية E منها على مكونات E y (بالتوازي مع المحور البصري للبولارويد). في هذه الحالة ، يحدث استقطاب الضوء الطبيعي.

الذي - التي. يتكون استقطاب الضوء بمساعدة صور بولارويد من فصل اهتزازات اتجاه معين عن شعاع الضوء. إذا سقط الضوء الطبيعي على المستقطب ، شدته ، فإن شدة الضوء المستقطب المرسل لا تعتمد على اتجاه المستقطب (دورانه حول الحزمة) وتساوي نصف شدة الحادث ضوء طبيعي:

لا تستطيع العين البشرية تمييز الضوء المستقطب عن الضوء الطبيعي. يمكن أيضًا استخدام جهاز قادر على نقل مكون متجه الضوء E الذي يتأرجح فقط في مستوى معين لتحليل الضوء المستقطب ؛ في هذه الحالة يطلق عليه محلل. إذا وقع ضوء مستقطب جزئيًا على المحلل ، فإن تشغيل المحلل حول الحزمة يكون مصحوبًا بتغيير في شدة الضوء المرسل من الحد الأقصى (مستوى المحلل يتزامن مع الاتجاه yy) إلى الحد الأدنى.

إذا وقع الضوء المستقطب على المحلل A (الشكل 3) ، فعندئذٍ المكون

, (1)

حيث  هي الزاوية بين مستوى اهتزازات الضوء الساقط pp ومستوى المحلل aa. نظرًا لأن شدة الضوء تتناسب مع E 2 ، إذن ، مع مراعاة (1) ، نحصل على:

حيث أنا شدة الضوء الخارج من المحلل ، أنا س هي شدة الضوء الساقط. الصيغة (2) تعبر عن قانون مالوس. عندما يتم تدوير المحلل حول الحزمة ، من الممكن العثور على مثل هذا الموضع الذي لا يمر فيه الضوء على الإطلاق (الشدة التي أصبحت مساوية للصفر). هذه طريقة موثوقة لضمان استقطاب الضوء الساقط بالكامل. إذا مر الضوء الطبيعي بكثافة أي على التوالي عبر المستقطب والمحلل ، فإن الشعاع الخارج له شدة.

عند α = 0 (مستويات المستقطب والمحلل متوازية) ، تكون الشدة  قصوى وتساوي. المستقطب والمحلل "المتقاطع"
لا يسمح بمرور أي ضوء على الإطلاق.

الدورات الدراسية >> علم البيئة

يمكن إجراؤها عن طريق القياس الطيفي والقياس الضوئي وقياس الألوان. إلى بصريتشمل الأساليب قياس التوربيني وقياس الكلى - التحليل ... ، 1990. -480s. فاسيليف ف. الكيمياء التحليلية. الساعة 2 بعد الظهر الجزء 2. فيزيكو – الطرق الكيميائيةالتحليل: Proc. إلى عن على...

بصريالكابلات وخصائصها

محاضرة >> الاتصالات والاتصالات

المتطلبات الأساسية العامة ل بدني- الخصائص الميكانيكية بصريالكابلات هي: - قوة عالية .. مطورة ومصنعة بعدد كبير من التصاميم بصريالكابلات. الأكثر انتشاراحصلت على أربعة ...

فيزيكو- طرق التحليل الكيميائية وتصنيفها والتقنيات الأساسية

الملخص >> الكيمياء

تصنيفهم والتقنيات الأساسية فيزيكو- طرق التحليل الكيميائية (FHMA) .... أعظم الاستخدام العمليلديك بصري، طرق التحليل الكروماتوغرافي وقياس الجهد ... أجزاء من الطيف  = 10-3 ... 10-8 م بصريطرق (الأشعة تحت الحمراء - التحليل الطيفي ، ...

1. ضع محزوز حيود بنقطة في إطار الجهاز وثبته على حامل.

2. قم بتشغيل مصدر الضوء. بالنظر من خلال محزوز الحيود ، انظر إلى جانبي الدرع على خلفية سوداء بشكل ملحوظ أطياف الحيودعدة أوامر. إذا كانت الأطياف مائلة ، فقم بتدوير الشبكة ببعض الزوايا حتى يتم التخلص من الانحراف.

3. اضبط المقياس على المسافة صمن صريف.

4. أدخل مرشح الضوء في الإطار ، بدءًا من اللون الأحمر وباستخدام مقياس الدرع الذي يتم عرضه عبر الشبكة ، وحدد المسافة سمن الشق إلى الخطوط المرصودة من الترتيب الأول والثاني. سجل نتائج القياس في الجدول 6.

5. قم بالخطوة 4 لأشعة ذات لون مختلف ، وأدخل باقي المرشحات في الإطار.

6. نفذ الخطوات. 4-5 ثلاث مرات تحريك المقياس مسافة ص 10 - 15 سم.

7. حدد طول الموجة الضوئية وفقًا للصيغة (1) لجميع ألوان الأشعة وادخل في الجدول 6. احسب متوسط الطول الحسابي لكل موجة ضوئية.

الجدول 6. الطول الموجي للضوء من ألوان مختلفة

ص، مم

س، مم

ل ، نانومتر

إلى

دبليو

جي

من

إلى

دبليو

جي

من

متوسط الطول الموجي

أسئلة الاختبار

1. ما هو مبدأ Huygens-Fresnel؟

2. ما تسمى موجات متماسكة؟

3. ما يسمى حيود الضوء؟ كيف يتم تفسير هذه الظاهرة؟

4. ما هو ترتيب الألوان في أطياف الحيود؟ ما لون الصفر الأقصى؟

5. ما هو الفرق بين أطياف الانعراج المعطاة من حواجز شبكية بنفس عدد الشقوق ، ولكن بثوابت مختلفة ، وحواجز شبكية بنفس الثوابت ، ولكن بعدد مختلف من الشقوق؟

6. كيف سيتغير عمل محزوز الحيود إذا تم وضعه في الماء؟

7. كيف نفسر تشكيل طيف الحيود من شق واحد على الشاشة من الأشعة التي مرت عبر الشق؟ ما الذي يحدد توزيع الشدة في وسط الشاشة؟

8. محزوز الحيود أحادي البعد. كيف يتم شرح تشكيل نمط الحيود على الشاشة؟ في أي نقاط يتم ملاحظة الشدة القصوى ، عند أي حد أدنى ، ولماذا؟

9. ما هو الفرق بين أنماط الحيود عندما يكون الحاجز مضاء بضوء أحادي اللون وضوء أبيض؟ كيف نفسر هذه الظواهر؟

10. ما هو تداخل الضوء؟ هل تشارك هذه الظاهرة في تكوين طيف حيود على شق أو محزوز؟

11. الضوء الابيضيقع عادةً على محزوز حيود أحادي البعد يحتوي على 100 شق لكل 1 مم. كيف يتم توزيع شدة الضوء على الشاشة؟ كم عدد القيعان الإضافية بين أعلىتين رئيسيتين تظهر على الشاشة؟ ما هي شروط تكوين الارتفاعات والانخفاضات الرئيسية؟

12. يسقط الضوء الأبيض بشكل طبيعي على محزوز الحيود وعلى عدسة رفيعة ذات قطر أكبر. كيف نفسر الأنماط التي تتشكل على الشاشة عندما يمر الضوء من خلال العدسة ومحزوز الحيود؟

13. ما هي الأطوال الموجية للضوء المرئي؟ هل هم عرضة للتشتت؟

14. ما الذي يحدد عرض نطاقات طيف الانعراج؟ ما الذي يُلاحظ على الشاشة إذا كان عرض الشق أكبر بكثير من الطول الموجي l؟ كيف يتم تفسير هذه الظاهرة؟

15. ما يسمى التشتت الخطي والزاوي لمحزوز الحيود؟

16. ما يسمى قوة حل محزوز الحيود؟

17. أعط مثالاً لأنماط الحيود التي تم الحصول عليها لاثنين خطوط طيفيةباستخدام حواجز شبكية تختلف في الدقة والتشتت الخطي.

اقرأ أيضا:

I. حيود فراونهوفر بشق واحد وتحديد عرض الشق.
1. عملية التمريض في تضيق الصمام التاجي: المسببات ، آلية اضطرابات الدورة الدموية ، العيادة ، رعاية المرضى.
الفصل السابع: انحراف الموجة الكهرومغناطيسية المستوية بواسطة اسطوانة موصلة بشكل مثالي
الفصل 8
محبب الانحراف كأداة طيفية. حل شبكات الانحراف. انحراف براغ. الانحراف عن العديد من العقبات التي تم وضعها بشكل عشوائي

العمل رقم 3. الانحراف

هدف:تعلم كيفية الحصول على أنماط الحيود من كائنات مختلفة في الأشعة المتباعدة ، وتحديد الطول الموجي للضوء من نمط الانعراج.

أسئلة يجب معرفتها

للحصول على إذن للعمل:

1. ما هي ظاهرة حيود الضوء؟

2. مبدأ Huygens-Fresnel.

3. طريقة مناطق فريسنل.

4. كيف يمكن تحديد عدد مناطق فرينل من نوع نمط الانعراج الذي تم الحصول عليه من ثقب دائري؟

5. ما الفرق بين حيود فراونهوفر وحيود فرينل؟

6. الانعراج في الحزم المتباعدة والمتوازية من حاجز دائري وفتحة دائرية.

7. ما هو ترتيب الألوان في أطياف الحيود؟ ما لون الصفر الأقصى؟

8. ما يسمى لوحة المنطقة?

المقدمة

الانعراج هو ظاهرة انحراف شعاع الضوء عن انتشار مستقيمأو الالتفاف الخفيف حول الأشياء المعتمة. بعد الانعراج ، انحرافًا عن الانتشار المستقيم ، يمكن للأشعة أن تلتقي وتتداخل مع بعضها البعض ، وبالنظر إلى حقيقة أنها تم الحصول عليها من نفس الموجة ، فهي متماسكة (انظر العمل على التداخل الضوئي) ، وبالتالي تشكل نمط تداخل (الحد الأقصى بالتناوب والحد الأدنى للانبعاثات). يسمى هذا النمط "نمط الانعراج". لتحليل مثل هذه الصورة ، من الضروري معرفة اتساع ومراحل الموجات التي تحدث.

ضع في اعتبارك الانعراج في الحزم المتباينة (حيود فرينل) والحيود في الحزم المتوازية (حيود فراونهوفر).

الانحراف في الأشعة المتباعدة من ثقب دائري (حيود فرينل)

اتساع التذبذبات التي وصلت إلى نقطة معينة لكنعلى أقسام مختلفة من سطح الموجة (الشكل 1) ، تعتمد على المسافة ( ب) من هذه المقاطع حتى النقطة لكنوحجمها وزاويتها أبين العادي ل

جبهة الموجة والاتجاه إلى النقطة لكن. عند العثور على السعة الناتجة للتذبذبات من جميع الأقسام ، من الضروري أيضًا مراعاة حقيقة أن مراحل التذبذبات الفردية قد لا تتزامن ، لأن مساراتها إلى النقطة لكن. إيجاد سعة التذبذبات ، في الحالة العامةكافي مهمة صعبة. اقترح فرينل طريقة بسيطة ، يعطي تطبيقها نمط حيود صحيح نوعيًا في عدد من أبسط الحالات.

مع وجود اختلاف في مسار الموجات (- الطول الموجي) ، تحدث التذبذبات في الطور المضاد وتلغي بعضها البعض. اقترح فرينل تقسيم جبهة الموجة إلى مناطق ، نقاط متطرفةالتي تعطي التذبذبات في الطور المضاد ، هذه المنطقة هي جزء من السطح الكروي على مقدمة الموجة.

يتم إنشاء مناطق فرينل على النحو التالي. تشمل المنطقة المركزية (الشكل 1) جميع النقاط ، فرق الطور في التذبذبات التي تنطلق منها عند النقطة لكنأقل من ص(مسافة إلى هذه النقطة لكنلا أكثر ب 1 = أين ب – أقصر مسافةمن مقدمة الموجة إلى نقطة لكن). المنطقة الثانية المجاورة (مع اختلاف المسار) هي منطقة حلقية على الكرة محاطة بين النقاط التي ، من ناحية ، و ، من ناحية أخرى. من الواضح أن المناطق التاليةستكون أيضًا نقاطًا حلقية مقيدة من الخارج ، والتي من أجلها ، وأين ك- رقم المنطقة. يمكن إثبات أن مناطق جميع المناطق متساوية تقريبًا ونصف القطر كالمنطقة -th تساوي

. (1)

حساب سعة التذبذب الناتجة من جميع مناطق فرينل عند نقطة ما لكنمناسب للإنتاج مخطط متجه. للقيام بذلك ، نقسم عقليًا كل منطقة فرينل إلى رقم ضخمنطاقات فرعية متحدة المركز نفس المنطقة. ثم يمكن تمثيل سعة التذبذب للنطاق الفرعي بأكمله كمجموع من النواقل الأولية التي لها تحول طور صغير بينهما ، أي دوران بواسطة دي جي، وسيتم إزاحة المتجهات الأولية المتطرفة في الطور بزاوية ص، أي موجه إلى الأطراف المقابلة. تشكل جميع النواقل الأولية للمنطقة معًا نصف دائرة ، وسعة التذبذب الناتجة هيمكن العثور على 1 من منطقة واحدة عن طريق جمع جميع النواقل ، أي أنها تشكل متجهًا يربط بين بداية ونهاية سلسلة المتجهات الأولية (الشكل 2 أ).

وبالمثل ، يمكنك إنشاء بناء ، بما في ذلك المنطقة الثانية (الشكل 2 ب). ناقل النتيجة ه 2 موجهة ضد ه 1 وما فوق قيمه مطلقهإلى حد ما أقل هواحد . يرجع الظرف الأخير إلى حقيقة أنه على الرغم من أن مناطق المناطق هي نفسها ، فإن المنطقة الثانية تميل قليلاً فيما يتعلق بالمراقب عند النقطة لكن. ومع ذلك ، فإن السعة الإجمالية للتذبذبات ه 1 + ه 2 صغير (الشكل 2 ب).

بيانياً ، يمكن حساب سعة التذبذب عن طريق استبدال سلاسل المتجهات مع الأجزاء المقابلة من الدائرة. يوضح الشكل 2 (ج و د) مثل هذه الإنشاءات لمدة ثلاثة و أكثرمناطق جبهة الموجة الكروية. بمقارنة الحالتين a و d ، نلاحظ أن سعة التذبذبات من منطقة Fresnel الأولى هي مرتين (وشدة الضوء أنا 4 مرات أنا » أ 2) أكبر من السعة المقابلة من عدد لانهائي من المناطق.

يجب أن يكون هناك مصدر نقطة سولوحة مبهمة ممع فتحة مستديرة (الشكل 3 أ). مطلوب لتحديد الإضاءة في نقطة ما لكن، مستلقية على خط مستقيم يمر من المصدر سمن خلال مركز الحفرة. من الواضح أن الثقب لن يسمح إلا بجزء من الموجة الكروية. إضاءة في نقطة ما لكنسيتم تحديده من خلال عمل هذا الجزء فقط من الجبهة ، أي فقط من خلال مناطق فرينل المفتوحة ، وعددها يعتمد على قطر الثقب ، وطول الموجة ، وهندسة التجربة.

إذا كان عدد المناطق المفتوحة إلىحتى ، فإن الحساب الرسومي للكثافة (الشكل 2 ب) يؤدي إلى كثافة صغيرة متلاشية ، أي عند النقطة لكنسيكون هناك ظلام وغريب إلى(الشكل 2 ، أ ، ج) عند هذه النقطة لكنسيكون هناك أقصى قدر من الإضاءة.

من الواضح أنه يجب أن يكون متماثلًا فيما يتعلق بالنقطة لكن(حيث ستكون ظروف الانعراج هي نفسها في النقاط التي تقع على نفس المسافة من المركز). في هذه الحالة ، إذا لاحظنا نقطة مضيئة في نقطة على المحور ، فسنجد حولها حلقة مظلمة ، نلاحظ حولها حلقة ضوئية ، أي أن نمط الحيود عبارة عن حلقات مظلمة وخفيفة بالتناوب (دوائر ) (الشكل 3 ، ب).

ركن أيسمى تحديد الاتجاه إلى حد أقصى للانعراج بزاوية الانعراج (الشكل 3 أ). من الممكن (على الرغم من عدم سهولة ذلك) إظهار أن الاتجاه إلى الحلقة الأولى يتميز بزاوية (بتعبير أدق 1.22) ، حيث د- حفرة قطرها.

1 | | |

1. ما هو مبدأ Huygens-Fresnel؟

2. ما تسمى موجات متماسكة؟

3. ما يسمى حيود الضوء؟ كيف يتم تفسير هذه الظاهرة؟

4. ما هو ترتيب الألوان في أطياف الحيود؟ ما لون الصفر الأقصى؟

6. كيف سيتغير عمل محزوز الحيود إذا تم وضعه في الماء؟

9. ما هو الفرق بين أنماط الحيود عندما يكون الحاجز مضاء بضوء أحادي اللون وضوء أبيض؟ كيف نفسر هذه الظواهر؟

10. ما هو تداخل الضوء؟ هل تشارك هذه الظاهرة في تكوين طيف حيود على شق أو محزوز؟

11. يسقط الضوء الأبيض عادة على محزوز حيود أحادي البعد يحتوي على 100 شق لكل 1 مم. كيف يتم توزيع شدة الضوء على الشاشة؟ كم عدد القيعان الإضافية بين أعلىتين رئيسيتين تظهر على الشاشة؟ ما هي شروط تكوين الارتفاعات والانخفاضات الرئيسية؟

13. ما هي الأطوال الموجية للضوء المرئي؟ هل هم عرضة للتشتت؟

15. ما يسمى التشتت الخطي والزاوي لمحزوز الحيود؟

16. ما يسمى قوة حل محزوز الحيود؟

17. أعط مثالاً لأنماط الحيود التي تم الحصول عليها لخطين طيفيين باستخدام حواجز شبكية تختلف في الدقة والتشتت الخطي.

معمل # 4

دراسة خصائص الفولتية للخلية الكهروضوئية

4.1. أهداف وغايات العمل

أهداف العمل:

- تعريف الطلاب بدراسة قوانين التأثير الكهروضوئي الخارجي.

مهام العمل:

- دراسة خصائص التيار الكهربائي للخلية الكهروضوئية.

- تحديد خطأ القياس.

4.2. الجزء النظري

4.2.1. التأثير الكهروضوئي

عدد كبير من التركيبات الصناعية والمخبرية الحديثة لقياس ومراقبة وتنظيم مختلف المواد الفيزيائية و العمليات التكنولوجيةتعتمد على استخدام العناصر الحساسة للضوء - الخلايا الضوئية.

يتم استخدام الخلايا الضوئية الظواهر الكهربائيةتنشأ في المعادن وأشباه الموصلات تحت تأثير الضوء الساقط على سطحها. تسمى هذه الظواهر بالتأثير الكهروضوئي وتتألف من حقيقة أن الإلكترونات الموجودة داخل الموصل تتلقى طاقة إضافية من تدفق الضوء.

هناك ثلاثة أنواع من التأثيرات الكهروضوئية معروفة حاليًا:

1. التأثير الكهروضوئي الخارجي ، هو انبعاث ضوئي ضوئي من سطح المعادن.

2. التأثير الكهروضوئي الداخلي ، والذي يتكون من التغيير المقاومة الكهربائيةبعض أشباه الموصلات عند تعرضها للضوء.

3. التأثير الكهروضوئي للصمام والذي ينتج عنه فرق جهد بين طبقتين من مادتين طبيعة مختلفةالتوصيل.

وفقًا للأنواع الثلاثة المسماة للتأثير الكهروضوئي ، يتم تمييز ثلاثة أنواع من الخلايا الضوئية: الخلايا الضوئية ذات التأثير الكهروضوئي الخارجي ، والمقاومات الضوئية ذات التأثير الكهروضوئي الداخلي والخلايا الكهروضوئية للصمام.

في عام 1890 ، تمت صياغة ثلاثة قوانين للتأثير الكهروضوئي الخارجي:

1. عند التردد الثابت للضوء الساقط ، يتناسب عدد الإلكترونات الضوئية المنبعثة من الكاثود الضوئي لكل وحدة زمنية مع شدة الضوء (تتناسب قوة تشبع التيار الضوئي مع إضاءة الطاقة للكاثود).

2. الحد الأقصى سرعة البدء(الحد الأقصى الأولي الطاقة الحركية) من الإلكترونات الضوئية لا تعتمد على شدة الضوء الساقط ، ولكن يتم تحديدها فقط من خلال ترددها n.

3. لكل مادة حد أحمر للتأثير الكهروضوئي (حسب الطبيعة الكيميائيةالمادة وحالة سطحه) - الحد الأدنى لتكرار الضوء ، والذي تحته يكون التأثير الكهروضوئي مستحيلًا.

لشرح آلية التأثير الكهروضوئي ، اقترح أينشتاين أن الضوء ذي التردد n لا ينبعث فقط من الكميات الفردية (وفقًا لفرضية بلانك) ، ولكنه ينتشر أيضًا في الفضاء ويتم امتصاصه بواسطة المادة في الأجزاء الفردية (الكميات) ، التي طاقتها هو .

كوانتا الاشعاع الكهرومغناطيسيتتحرك بسرعة الضوء معفي الفراغ تسمى الفوتونات.

يتم إنفاق طاقة الفوتون الساقط على عمل خروج الإلكترون من المعدن وعلى توصيل الطاقة الحركية إلى الإلكترون المنبعث.

معادلة أينشتاين للتأثير الكهروضوئي الخارجي:

تشرح هذه المعادلة اعتماد الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية على تردد الضوء الساقط. التردد المحدد (أو الطول الموجي) ، حيث تصبح الطاقة الحركية للإلكترونات الضوئية مساوية للصفر ، هو الحد الأحمر للتأثير الكهروضوئي.

هناك شكل آخر لكتابة معادلة أينشتاين للتأثير الكهروضوئي:

4.2.2. الخلايا الضوئية ذات التأثير الكهروضوئي الخارجي

الخلية الكهروضوئية ذات التأثير الكهروضوئي الخارجي عبارة عن الصمام الثنائي الذي يحدث فيه انبعاث الإلكترون من الكاثود تحت تأثير تدفق الضوء عليه.

يظهر جهاز الخلية الكهروضوئية في الشكل. 10. يوجد قطبان كهربائيان في حاوية زجاجية محكمة الإغلاق - الكاثود 1 والأنود 2. يتم تصنيع الكاثود الضوئي عن طريق تطبيق مادة حساسة للضوء على السطح الداخليالمصباح الزجاجي للخلية الضوئية بحيث تكون الطبقة الحساسة للضوء مواجهة داخل المصباح. السيزيوم هو أكثر المواد الحساسة للضوء استخدامًا. يتكون أنود الخلية الكهروضوئية على شكل حلقة صغيرة (أو شبكة) مثبتة على ساق في القاعدة. بهذا الشكل ، لا يمنع الأنود أشعة الضوء من الوصول إلى الكاثود.

يتم تصنيع الخلايا الضوئية ذات التأثير الكهروضوئي الخارجي في نوعين: فراغ وغاز مملوء. في الخلايا الضوئية الفراغية ، يتم ضخ الهواء إلى فراغ عميق. بالنسبة للغاز المملوء - بعد ضخ الهواء ، تمتلئ القارورة بغاز خامل (الأرجون والهيليوم) بضغط يبلغ حوالي 0.01 - 1 مم. RT. فن.

لدراسة اعتماد التيار الضوئي على الإضاءة والجهد على الأقطاب الكهربائية ، تظهر الدائرة في الشكل. 11. تظهر الخلية الكهروضوئية في شكل مناسب للعرض. يتم تغيير إضاءة الكاثود عن طريق تغيير المسافة بين الخلية الكهروضوئية. مع زيادة مسافة مصدر الضوء ، تتغير الإضاءة وفقًا للقانون:

أين ي- شدة الضوء للمصدر ، صهي المسافة بين مصدر الضوء والخلايا الكهروضوئية.

عند الاقتراب من المصدر ، تزداد الإضاءة وفقًا للقانون:

أين معان مختلفةتعدد الإضاءة ه, 2ه, 3ه، ... المسافة بين مصدر الضوء والخلايا الكهروضوئية ستكون مساوية لـ ….

أرز. 11. مخطط التثبيت

4.3. الأدوات وملحقات:

- جهاز معمل - 1 جهاز كمبيوتر.

- اسلاك - 2 قطعة.

- امدادات الطاقة - 1 جهاز كمبيوتر.

4.4. أمر العمل

1. قم بتوصيل مصدر الطاقة بالجهاز. قم بتشغيل مصدر الطاقة والأداة والخلايا الكهروضوئية باستخدام المفاتيح.

2. ضبط مصدر الضوء على مسافة صمن الخلية الكهروضوئية.

3. قم بقياس قوة التيار الضوئي عن طريق تغيير الجهد من 0 فولت إلى 7 فولت في فترات 1 فولت.

4. كرر الخطوة 3 للمسافات من مصدر الضوء إلى الخلية الكهروضوئية متساوية ، https://pandia.ru/text/78/242/images/image069_4.gif "width =" 17 "height =" 53 src = "> النتائج تدخل القياسات في الجدول 7.

5. وفقًا للبيانات الرقمية للجدول ، قم بتكوين تبعيات التيار الكهروضوئي على الجهد عند مستويات الإضاءة المختلفة على رسم بياني واحد.

الجدول 7. خصائص فولت أمبير للخلايا الكهروضوئية


		أنا، uA

4.5. أسئلة الاختبار

1. كيف تعمل خلية ضوئية ذات تأثير كهروضوئي خارجي؟

2. صياغة قوانين التأثير الكهروضوئي.

3. ما يسمى بتيار التشبع للخلايا الكهروضوئية؟

4. في أي تواتر من الضوء الساقط يلاحظ التأثير الكهروضوئي؟ ما هو الحد الأحمر للتأثير الكهروضوئي؟

5. لماذا يزداد التيار الضوئي مع زيادة الإضاءة الضوئية بنفس الجهد عند ملامسات الخلية الكهروضوئية؟

6. بأي قانون تزداد إضاءة الخلية الكهروضوئية مع اقترابها من مصدر الضوء؟

7. كيف تكون الزيادة في التيار الضوئي نتيجة زيادة الجهد عند ملامسات الخلية الكهروضوئية ذات الإضاءة المستمرة؟

8. ارسم خلية ضوئية ذات تأثير كهروضوئي خارجي ، وقم بتسمية عناصرها وشرح مبدأ التشغيل

9. وفقًا لخاصية الجهد الحالي المركبة للخلايا الكهروضوئية ، اشرح مفهوم منطقة التشبع.

10. كيف يعتمد التيار الناتج على إضاءة الخلية الكهروضوئية؟ اشرح هذه العلاقة.

11. كيف تتم صياغة قوانين التأثير الكهروضوئي الخارجي؟

12. هل قوانين التأثير الكهروضوئي مؤكدة في هذا العمل؟

13. اكتب معادلة أينشتاين للتأثير الكهروضوئي الخارجي وحللها. ما هي مكونات صيغة آينشتاين التي أكدها العمل المخبري المنجز؟

14. ما هو الجهد الذي يسمى الاشتعال ، ما الذي يعتمد عليه؟

معمل رقم 5

دراسة استقطاب الضوء

5.1. أهداف وغايات العمل

أهداف العمل:

- تعريف الطلاب بظاهرة استقطاب الضوء.

مهام العمل:

- تحديد معامل انكسار الزجاج باستخدام زاوية بروستر.

- التحقق تجريبيا من صحة قانون مالوس.

- تحديد الأنماط في ملاحظة الانكسار المزدوج على بلورة الصاري الأيسلندي.

5.2. الجزء النظري

5.2.1. استقطاب الضوء

كما هو معروف ، طائرة كهرومغناطيسية موجة ضوئيةعرضي ويمثل التكاثر بشكل متبادل الاهتزازات العمودية: ناقل التوتر الحقل الكهربائيوناقلات التوتر حقل مغناطيسي(الشكل 12 ، أ) .. gif "العرض =" 24 "الارتفاع =" 25 src = "> ضمنيًا.

يُطلق على الشعاع الضوئي الذي تكون فيه اتجاهات مختلفة من المتجه في مستوٍ مستعرض لاتجاه انتشار الموجة اسم طبيعي. في الضوء الطبيعي ، تحل التقلبات في اتجاهات مختلفة بسرعة وبشكل عشوائي محل بعضها البعض (الشكل 12 ، ب).

يسمى الضوء الذي يتم فيه ترتيب اتجاهات التذبذب المتجه بطريقة ما وتطيع بعض الانتظام المستقطب.في دائرة أو مستقطبة بيضاوية الشكل (الشكل 13 ، ب, في). مع الاستقطاب الخطي ، يُطلق على المستوى الذي يحتوي على الحزمة والمتجه مستوى التذبذب أو مستوى استقطاب الموجة.

للحصول على ضوء مستقطب خطيًا ، يتم استخدام أجهزة بصرية خاصة - المستقطبات. يُطلق على مستوى تذبذبات المتجه الكهربائي في الموجة التي مرت عبر المستقطب مستوى المستقطب.

يمكن استخدام أي مستقطب لدراسة الضوء المستقطب ، أي كمحلل. في هذه الحالة ، سوف يتطابق مستوى اهتزازات الضوء المرسل مع مستوى المحلل. الشدة أنايعتمد الضوء المستقطب خطيًا بعد المرور عبر المحلل على الزاوية التي تشكلت بواسطة مستوى تذبذب شعاع الحادث على المحلل مع مستوى المحلل ، وفقًا لقانون Malus

حيث https://pandia.ru/text/78/242/images/image070_2.gif "width =" 20 "height =" 25 "> ، عموديًا على مستوى الوقوع ، الشرطات - التذبذبات في مستوى الوقوع. درجة استقطاب الحزمة المنعكسة تعتمد على معامل الانكسار النسبي ومن زاوية السقوط أنا. عندما تسقط شعاع على طائرة منعند زاوية بروستر ، يكون الشعاع المنعكس مستقطبًا تمامًا. الشعاع المنكسر مستقطب جزئيًا. نسبة

يسمى قانون بروستر. إن مستوى تذبذبات المتجه الكهربائي في الضوء المنعكس متعامد مع مستوى السقوط (الشكل 14).

نظرًا لأن الضوء المنعكس من اللوحة العازلة مستقطب جزئيًا (أو حتى كليًا) ، فإن الضوء المرسل يكون أيضًا مستقطبًا جزئيًا ويصبح ضوءًا مختلطًا. ستحدث التذبذبات السائدة للناقل الكهربائي في الضوء المرسل في مستوى الإصابة. يتم تحقيق أقصى استقطاب للضوء المرسل ، ولكن غير كامل ، عند وقوعه بزاوية بروستر. لزيادة درجة استقطاب الضوء المرسل ، يتم استخدام مجموعة من الألواح الزجاجية الموجودة بزاوية بروستر للضوء الساقط. في هذه الحالة ، من الممكن الحصول على ضوء مرسل مستقطب بالكامل تقريبًا ، لأن كل انعكاس يخفف الاهتزازات المنقولة ، الطائرات العموديةالسقوط بطريقة معينة.

5.2.3. انكسار الضوء في بلورات ثنائية التحدب

بعض البلورات لها خاصية الانكسار. ينقسم شعاع الضوء ، المنكسر في مثل هذه البلورة ، إلى حزمتين مستقطبتين خطيًا مع اتجاهات متعامدة متبادلة للتذبذب. يُطلق على أحد الأشعة اسم عادي ويُشار إليه بالحرف حول، والثاني غير عادي ويشار إليه بالحرف ه.

يرضي شعاع عادي القانون العرفيالانكسار ويقع في نفس المستوى مثل الشعاع الساقط والعادي. بالنسبة لشعاع غير عادي ، فإن نسبة الجيب من زوايا الوقوع والانكسار لا تظل ثابتة مع تغير زاوية السقوط. بالإضافة إلى ذلك ، لا شعاع عادي، كقاعدة عامة ، لا يكمن في مستوى الوقوع وينحرف عن الشعاع حولحتى في ظل حدوث الضوء العادي.

عن طريق انحراف أحد الحزم إلى الجانب ، يمكن الحصول على حزمة مستوية مستقطبة. هكذا ، على سبيل المثال ، يتم ترتيب منشور الاستقطاب نيكول (الشكل 15). يتم قطع الوجهين الطبيعيين لكريستال الصاري الأيسلندي لتقليل الزاوية بين الأسطح إلى 68 درجة. ثم يتم نشر البلورة إلى جزأين على طول المستوى BDبزاوية 90 درجة على الوجوه الجديدة. بعد التلميع ، يتم لصق الأسطح المقطوعة مع البلسم الكندي الذي يحتوي على معامل انكسار يلبي الشرط ، أين وتوجد مؤشرات الانكسار للأشعة الأيسلندية للأشعة العادية وغير العادية.

السقوط بزاوية أكبر من الحد الأقصى على مستوى BD، يخضع شعاع عادي بالكامل انعكاس داخليعلى حدود الفلسبار بالم .. gif "العرض =" 77 الارتفاع = 32 "الارتفاع =" 32 ">. gif" العرض = "76" الارتفاع = "32 src ="> ، قم بقياس مقدار الإضاءة. بناء الرسم البياني واستخلاص الخاتمة.

https://pandia.ru/text/78/242/images/image089.jpg "width =" 406 "height =" 223 src = ">

الآن بدلاً من الورق الشفاف ذو الألواح الكريستالية ، تم تثبيت الطرازين رقم 1 (شعاع) ورقم 2 (لوحة). قبل تثبيت النماذج في مسار أشعة الضوء ، تحتاج إلى ضبط المستقطب والمحلل لإكمال انقراض الضوء (الطائرات ناقل الحركة P-Pو A-A عمودي). قم بإصلاح النموذج 1 في الحامل (مع برغي التثبيت المفكوك مسبقًا) واحصل على صورته على الشاشة. ثم ثبت النموذج بمسمار واتبع التغييرات في الصورة على الشاشة. تم اختبار النموذج رقم 2 (لن يتناسب مع الحامل) من أجل الانحناء بنفس الطريقة. قم بعمل الرسومات والاستنتاجات اللازمة بشأن المهمة.

المهمة 3. دراسة ظاهرة الانكسار.

https://pandia.ru/text/78/242/images/image091_buy "العرض =" 414 "الارتفاع =" 139 src = ">

ضع لوحة زجاجية موازية للطائرة على القرص الدوار. اضبط مقياس الجدول على الصفر. ثبت فتحة قابلة للإزالة في أحد الحوامل واستخدم الزنبرك الموجود في الفتحة لتثبيت الزجاج المصنفر.

من الضروري الآن التأكد من أن سطح اللوح الزجاجي عمودي على شعاع الضوء (عندئذٍ ستكون زاوية سقوط الأشعة مساوية للصفر). للقيام بذلك ، بالنظر من أعلى من جانب الشق وقلب طاولة الكائن (وليس المقياس!) ، فأنت بحاجة إلى التأكد من أن الشق ومركز الجدول وصورة الشق يقعان على نفس الخط المستقيم. بعد ذلك ، قم بتدوير اللوحة (وليس الجدول!) في اتجاه عقارب الساعة ، وفحص الضوء المنعكس للاستقطاب الخطي باستخدام بولارويد قابل للإزالة (في هذه الحالة ، يجب أن تكون العين ومركز الطاولة وصورة الشق على نفس الخط! ). عند الوصول إلى البعض زاوية الحدسيتم إطفاء الضوء المنعكس X بالكامل تقريبًا بواسطة بولارويد. سجل قيمة الزاوية هذه. بعد إزالة اللوح الزجاجي من القرص الدوار ، حدد معامل الانكسار n. بعد ذلك ، تحتاج إلى المقارنة مع معامل الانكسار n واستخلاص النتائج.

أسئلة الاختبار

أي نوع من الضوء يسمى الاستقطاب؟

اشتقاق وشرح قانون مالوس.

ما هي ظاهرة الانكسار المزدوج؟

السجلات في نصف موجة وربع موجة.

مبدأ تشغيل منشور نيكول.

تداخل الحزم المستقطبة خطيًا.

الحصول على صيغ فرينل وتحليلها.

كيف لاحظت ضغوط داخليةفي التوتر والضغط المواد الصلبة؟ كيف تجسدت؟

ما هي ظاهرة الانكسار ، في أي مواد توجد ، كما لاحظت الانكسارفي العمل؟

ماذا لاحظت عندما قمت بتدوير عينة بدوائر متعددة الطبقات من الفيلم معززة بين صور بولارويد؟ اشرح ملاحظاتك.

هدف:دراسة ظاهرة الحيود وتحديد الطول الموجي للضوء.

المرجع النظري.

حيود الموجة هو ظاهرة تشوه مقدمة الموجة أثناء انتشار الموجات في وسط غير متجانس بشكل حاد. على وجه الخصوص ، الحيود هو دخول الموجات إلى منطقة الظل الهندسي ، وتقريب العوائق ، وتشتت الموجات بواسطة الذرات شعرية الكريستال، و خط كاملظواهر أخرى. أثناء الانعراج ، يحدث بالضرورة تراكب للموجات المتناثرة ، وكقاعدة عامة ، يتم إعادة توزيع طاقة الموجة في الفضاء ، أي الحيود لا ينفصل عن التداخل.

يمكن حساب نمط الانعراج باستخدام مبدأ Huygens-Fresnel:كل نقطة من واجهة الموجة هي مصدر للموجات الثانوية ، حيث يعطي غلافها موقع جبهة الموجة في أي لحظة لاحقة في الوقت المناسب ، والتذبذب الناتج في أي نقطة أمام جبهة الموجة هو تراكب للتذبذبات القادمة من الجميع نقاط واجهة الموجة.

على سبيل المثال ، أثناء انعراج الموجة المستوية بواسطة شق (الشكل 1) ، تنتشر الموجة بكثافة مختلفة في جميع الاتجاهات ؛ تجمع العدسة موجات ثانوية متوازية في نقطة واحدة من الشاشة تقع في المستوى البؤري للعدسة ، حيث تتداخل. باستخدام طريقة مناطق فرينل ، يمكن إثبات أن الاتجاهات تفي بالشرط
(1)

حيث م = 1 ، 2 ، 3 ، .... ، ستكون شدة الضوء ضئيلة.

إذا لم يكن الشق واحداً ، بل N ، فعندئذٍ تنحرف الموجة في كل شق بطريقة مماثلة ، ويكون نمط الانعراج نتيجة تداخل حزم N متماسكة.

يترك موجة مستويةيقع عادةً على شاشة يتم فيها قطع عدد N من الفتحات المتوازية للعرض. المسافة بين الفتحات ب. قيمة
تسمى فترة الهيكل.

كما يتضح من الشكل 2 ، فرق المسير بين حزمتين متجاورتين
(2)

أين  هي زاوية الانعراج. في تلك النقاط من الشاشة حيث تصل جميع الحزم N في نفس المرحلة ، سوف تتضخم بشكل متبادل ، وفي هذه الأماكن سيتم ملاحظة ما يسمى بحد أقصى للإضاءة الرئيسية. لذلك ، فإن الحد الأقصى الرئيسي سيتوافق مع زوايا الانعراج التي يكون فرق المسار فيها مساويًا لعدد صحيح من أطوال الموجات ، أي

, (3)

أين م = 0, 1, 2, 3,....

سيكون اتساع التذبذبات في الحد الأقصى الرئيسي N من المرات ، والشدة (الإضاءة) N أكبر مرتين من الشق الواحد.

الحد الأقصى الثانوي الصغير الموضح في الشكل 2 له شدة أقل بـ 20 مرة من الحدود الرئيسية ، وبالتالي فهي غير ذات أهمية. يجب أن نتذكر أنه في الاتجاهات التي تحددها الصيغة (1) ، لا يرسل شق واحد شعاعًا ضوئيًا ، وبالتالي نظام الشقوق أيضًا. ولكن بالإضافة إلى هذه الحدود الدنيا للحيود ، سيكون هناك أيضًا العديد من العناصر الأخرى ، مفصولة بحد أقصى جانبي ، ولكنها أيضًا لا تحتوي على قيمة كبيرة. في N> 100 ، يتكون نمط الانعراج فعليًا من نطاقات ضوئية ضيقة - الحد الأقصى الرئيسي ، مفصولة بفجوات مظلمة. توزيع شدة الضوء أحادي اللون عندما ينير نظامًا من عدد كبيريتم عرض الفتحات نوعيًا في الشكل 3.

أداة طيفية تتكون من الزجاج أو طبق معدنيمع السكتات الدماغية المطبقة عليه والعمل وفقًا للمبدأ الموصوف أعلاه ، يسمى صريف.

الصيغة (3) تسمى صيغة محزوز الحيود. عندما تضيء الشبكة بضوء أبيض أو أي ضوء آخر غير أحادي اللون ، فإنها تتحلل إلى طيف ، منذ ذلك الحين كل طول موجي  يتوافق مع موضع معين من الحد الأقصى على الشاشة. على سبيل المثال ، نمط الانعراج الذي يتم ملاحظته عند إضاءة الحاجز بالضوء الأبيض يكون بالشكل الموضح في الشكل 4.

أفضل حواجز شبكية حديثة بها 1200 خط لكل مليمتر ، أي
µm ، في الرقم الإجماليفتحات (ضربات) N = 200000. يبلغ طول هذه الشبكة 20 سم ، ويبلغ طول الطيف المرئي حوالي 70 سم ، ويتم ملاحظة الترتيب الأول فقط.

تستخدم حواجز الانعراج لدراسة الأطياف.

مخطط التثبيت

في
يتكون الإعداد لمراقبة نمط الحيود من سكة خشبية مثبت عليها محزوز حيود DR. يتحرك الدرع Shch على طول السكة مع فجوة ضيقةومسطرة بمقياس ملليمتر. يتم تنفيذ دور العدسة بواسطة عدسة العين XP. تتشكل صورة الشق على شبكية عين SG ويتم ملاحظتها على خلفية مقياس مليمتر. يمكن إهمال أبعاد مقلة العين والمسافة من العين إلى الشبكة بالمقارنة مع المسافة من الشق إلى المحزوز L. يضيء الشق بمصباح كهربائي L. إذا نظرت إلى الشق مضاء بالضوء من خلاله محزوز الحيود ، فبالإضافة إلى الصورة المركزية C للشق في الضوء الأبيض على كلا الجانبين ، يمكن رؤية صور الأشعة السينية المتناظرة (الأطياف). يتم تحديد زاوية الانعراج حسب الموضع الحيود الأقصىعلى مقياس مليمتر.

يتضح من الإنشاءات الهندسية أن
, أين ل – المسافة من الصورة المركزية للشق (م = 0) إلى إحدى الصور الجانبية ؛ L هي المسافة من الشبكة إلى الفتحة. بشرط
نحصل على زوايا الحيود الصغيرة