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Welleneigenschaften von Licht nutzen. Beugungsgitter

Die Wellennatur des Lichts ist seit langem bewiesen.Um praktische Probleme zu lösen, wenden sie häufig die Prinzipien der geometrischen Optik an, aber die Welleneigenschaften des Lichts sind in verschiedenen Bereichen der modernen Wissenschaft und Technologie weit verbreitet. Ein Beispiel hierfür ist die Beugung. Die Fähigkeit einer Welle, Hindernisse zu umgehen, auf die sie auf ihrem Weg stößt, ist auch dem Licht inhärent. Dieses Phänomen manifestiert sich, wenn die Wellen in den Bereich des sogenannten geometrischen Schattens fallen. Die Erklärung des Beugungsphänomens liefert das Huygens-Prinzip. Nach dieser Erklärung wird jeder Punkt, der einer Welle im Weg steht, zum Zentrum für Sekundärwellen. In der Hüllkurve dieser Wellen wird die Position der Wellenfront für jeden nachfolgenden Zeitpunkt festgelegt.

Im Beispiel mit einer ebenen Welle, die normalerweise einfälltEin Loch in einem undurchsichtigen Schirm. Gemäß der Huygens-Theorie kann jeder Punkt, der durch das Loch des Wellenfrontabschnitts gekennzeichnet ist, zur Quelle von Sekundärwellen werden (sie sind in einem homogenen isotropen Medium kugelförmig).

Es reicht aus, die Hüllkurve der Sekundärwellen aufzubaueneinen bestimmten Zeitpunkt, um das Phänomen der Wellenbiegung um den Lochrand leicht nachvollziehen zu können. Dies liegt daran, dass die Wellenfront in den Bereich des sogenannten geometrischen Schattens eintritt.

Использование свойства дифракции нашло широкое Anwendung in einem Gerät namens Beugungsgitter. In seinen ersten Beugungsexperimenten verwendete James Gregory eine reguläre Vogelfeder. Anschließend wurde es durch ein bestimmtes optisches Gerät ersetzt. Ein Beugungsgitter ist eine Kombination aus einer signifikanten Anzahl von Strichen, die regelmäßig auf einer bestimmten Oberfläche angeordnet sind. Sie können entweder Schlitze oder Vorsprünge sein, je nachdem, zu welchem ​​Typ ein bestimmtes Beugungsgitter gehört.

Es gibt zwei Arten von Gittern - reflektierende undtransparent. Die ersten umfassen Geräte, die eine reflektierende Oberfläche mit gedruckten Strichen verwenden. Letztere verwenden transparente Oberflächen, hier können sowohl Striche als auch Spalten verwendet werden.

Das Funktionsprinzip des Beugungsgittersdirekt durch die Welleneigenschaften des Lichts erklärt. Gitterstriche werden verwendet, um die Vorderseite der Lichtwelle zu brechen. Infolgedessen werden getrennte Strahlen des sogenannten kohärenten Lichts gebildet. Durch Striche gebeugt, stören sie sich gegenseitig. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass unterschiedlich lange Wellen Interferenzmaxima bei völlig unterschiedlichen Winkeln erzeugen (bestimmt durch die Ausbreitungsdifferenz der interferierenden Strahlen), erhalten sie am Ausgang weißes Licht, das in das Spektrum zerlegt wird.

Das Beugungsgitter, wie es das Gerät findetAnwendung in einer Vielzahl von Bereichen des menschlichen Lebens. Es wird in Spektralinstrumenten und als optischer Sensor für winkelige (lineare) Verschiebungen sowie als Polarisator oder als Infrarotfilter eingesetzt. Es kann sich auch um Strahlteiler für Interferometer oder Gläser mit Blendschutzgläsern handeln.

Es gibt auch ein Beugungsgitter für RöntgenstrahlenStrahlen. Es stellte sich als unmögliche Aufgabe heraus, es technisch zu schaffen. Um dieses Problem zu lösen, gingen die Wissenschaftler den ursprünglichen Weg. Für die Zersetzung von Röntgenstrahlen werden Kristallgitter einiger Kristalle verwendet.

Wie das Hauptmerkmal berücksichtigt wirdGitterauflösung. Es stellt die Gesamtzahl der Linien im Gitter dar, die mit der Ordnung des Maximums des Strahls multipliziert wird. Dieser Ausdruck kann immer noch als Aussage präsentiert werden, dass der Unterschied in den Frequenzen durch Gleichheit mit dem Kehrwert des Unterschieds in den Zeitintervallen des Durchgangs der extremsten Strahlen, die als Störstrahlen bezeichnet werden, gekennzeichnet ist.

Im Alltag ein klares Beispiel für ein Beugungsgitterkann als CD oder Schallplatte dienen. Aber für die Herstellung von industriellen Geräten mit High-Tech-Geräten mit hoher Genauigkeit.

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