4. Столик масок 8 (рис. 12.7) в круглой оправе помещают в щель, поворотом рычага 9 размещают щель горизонтально. Щель помещена в фокальной плоскости линзы, где образовывается дифракционная картина.
5. Перемещением винта 7 выводят излучение лазера на середину щели.
6. На матовом экране 17, с помощью лупы в оправе, наблюдают изображение сетки в виде вертикальных полос. Горизонтальные полосы отсутствуют. Произошла фильтрации изображения.
7. Рычагом 9 поворачивают щель и размещаютее вертикально. Перемещением винта 10 выводят излучение лазера на середину щели.
8. На матовом экране 17 с помощью лупы вновь наблюдают изображение сетки в виде горизонтальных полос.
9. Делают выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Чем дифракция Фраунгофера отличается от дифракции Френеля?
2. Каковы основные характеристики дифракционной решетки?
3. Чем одномерная решетка отличается от двумерной?
4. Что такое период дифракционной решетки?
5. При каких условиях наблюдается дифракция света?
6. Каково назначение дифрактометра ИФ-124?
7. В чем сущность пространственной фильтрации изображения?
8. Какие способы определения периода двумерных структур используются в работе?
9. Сформулируйте теорему Фурье.
Цель работы: научить студентов определять дисперсию и разрешающую способность дифракционного стилоскопа и установить различие дифракционных и призматических спектров.
Приборы и принадлежности: дифракционный стилоскоп СЛ-13, исследуемые образца, атласы спектральных линий.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
В стилоскопе СЛ-13 в качестве диспергирующего элемента используется вогнутая дифракционная решетка, которая одновременно является и фокусирующим устройством. Условие образования главных максимумов для вогнутой решетки такое же, как и для плоской, т.е.
, (13.1)
где d – период решетки; m – порядок спектра; λ – длина световой волны.
Основными характеристиками вогнутой дифракционной решетки являются: разрешающая способность, угловая и линейная дисперсия.
Угловую
дисперсию 
получим,
дифференцируя соотношение (13.1). Тогда
(13.2)
Линейная дисперсия вогнутой решетки равна
(13.3)
где ρ – радиус кривизны решетки (ρ=250 мм).
Вращая
барабан, мы поворачиваем на определенный угол дифракционную решетку. Поворот
решетки приводит к перемещению спектра. Если барабан повернуть на N делений, то решетка повернется на угол α. Тогда
дифрагированный луч отклонится от первоначального положения на угол 2α.
Общее отклонение дифрагированного луча от первоначального положения нормали
составит φ+2α. Таким образом, поворот барабана на ΔN
делений пропорционален изменению угла дифракции на Δφ, а величина 
пропорциональна угловой дисперсии 
.
Проведем оценку соотношений ΔN и Δφ. Сканирование спектра осуществляется поворотом дифракционной решетки. При повороте барабана от деления 400 до 730 дифракционная решетка повернется на угол от 13○33’ до 24○52’, а дифрагированный луч отклонится на угол, в два раз больший. Тогда
.
(13.4)
Угловая дисперсия равна
(13.5)
Линейную дисперсию найдем как
(13.6)
Разрешающая способность прибора R равна
(13.7)
где 
–
средняя длина волны, Δλ – расстояние между двумя
близко расположенными линиями.
Разрешающая способность решетки зависит от числа штрихов решетки N, порядка спектра m и равна
.
(13.8)
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ
В работе проводятся исследования на стилоскопе СЛ-13. Стилоскоп предназначен для визуального качественного и полуколичественного спектрального анализа сталей, цветных металлов и сплавов в видимой области спектра. Оптическая схема прибора приведена на рис. 13.1.
Рис. 13.1.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.