Дифракциялык торчолор – көйгөйлөр жана аларды чечүү жолдору
1. Сантиметрде 4000 тешик бар торчо монохроматтык жарык менен жарыктандырылып , 30° бурчта экинчи даражадагы жарык сызыкты пайда кылат. Колдонулган жарыктын толкун узундугу канча? (1 Å = 10 -10 м)
Белгилүү:
Тешиктердин ортосундагы аралык (d) = 1 / (4000 тешиги / см) = 0.00025 см = 2.5 x 10 -4 см = 2.5 x 10 -6 метр
(n) тартип = 2
Син 30 o = 0.5
1 Å = 10 -10 м
Изделген нерсе: Жарыктын толкун узундугу (λ)
Чечим:
2. Толкун узундугу 2.5×10 -7 м болгон монохромат жарык 10,000 тешик/см2 бар торчого түшөт. Экинчи тартиптеги жарык сызыктын бурчтук абалын аныктагыла.
Белгилүү:
Тилкелердин ортосундагы аралык (d) = 1 / (10 000 тешик / см) = 0.0001 см = 1 x 10 -4 см = 1 x 10 -6 м
(n) тартип = 2
Толкун узундугу (λ) = 2.5 x 10 -7 м
Изделген: Бурч (θ)
Чечим:
3. Толкун узундугу 5.10-7 м болгон монохроматтык жарык торчого тийет . Жылчык менен көрүү экранынын ортосундагы аралык 2 м, ал эми үчүнчү тартиптеги четки тилке менен борбордук четки тилкенин ортосундагы аралык 150 см. Жылчыктардын ортосундагы аралыкты аныктагыла.
Белгилүү:
Толкун узундугу (λ) = 5 x 10 -7 м
l = 2 м
н = 3
у = 150 см = 1.5 м
Каалаган нерсе: тешиктердин ортосундагы аралык
Чечим:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1.5 / 2 = 0.75 = 75 x 10 -2
Тиштердин ортосундагы аралык:
d sin θ = n λ
d (75.10 -2 ) = (3)(5.10 -7 )
d (75.10 -2 ) = 15.10 -7
d = (15.10 -7 ) / (75.10 -2 )
d = (15/75).10 -5
d = (1/5)(10 -5 ) м
d = (0.2)(10 -5 ) м
d = 2.10 -6 м
4. Толкун узундугу 500 нм (1 нано = 10 -9 ) болгон монохромат жарык торчого тийип, 30° бурчта төртүнчү даражадагы жаркыраган сызыкты пайда кылат. Бир сантиметрдеги жаракалардын санын аныктагыла.
Белгилүү:
Толкун узундугу (λ) = 500.10 -9 м = 5.10 -7 м
θ = 30 o
н = 4
Керектүү: сантиметрдеги тешиктердин саны
Чечим:
Тиштердин ортосундагы аралык:
d sin θ = n λ
d (sin 30 o ) = (4)(5.10 -7 )
d (0.5) = 20.10 -7
d = (20.10 -7 ) / 0.5
d = 40.10 -7
d = 4.10 -6 м
Бир сантиметрдеги тешиктердин саны:
x = 1 / 4.10 -6 м
x = 0.25.10 6 / м
x = 0.25.10 6 / 10 2 см
x = 0.25.10 4 / см
x = 25.10 2 / см
x = 2500 / см
5. Толкун узундугу 500 нм (1 нм = 10 -9 м) болгон монохромат жарык торчого урунуп, 30° бурчта экинчи даражадагы жаркыраган сызыкты пайда кылат. Бир сантиметрдеги жаракалардын санын аныктагыла.
Белгилүү:
Толкун узундугу (λ) = 500.10 -9 м = 5.10 -7 м
θ = 30 o
н = 2
Керектүү: сантиметрдеги тешиктердин саны
Чечим:
Тиштердин ортосундагы аралык:
d sin θ = n λ
d (sin 30 o ) = (2)(5.10 -7 )
d (0.5) = 10.10 -7
d = (10.10 -7 ) / 0.5
d = 20.10 -7
d = 2.10 -6 м
Бир сантиметрдеги тешиктердин саны:
x = 1 / d
x = 1 / 2.10 -6 м
x = 0.5.10 6 / 1 м
x = 0.5.10 6 / 10 2 см
x = 0.5.10 4 / см
x = 5.10 3 / см
x = 5000 / см
Дифракциялык торчо жөнүндө 20 концептуалдык суроо жана жооптор:
1. Суроо: Дифракциялык торчо деген эмне?
Жооп: Дифракциялык торчо – бул мезгилдүү түзүлүшкө ээ оптикалык компонент, ал жарыкты ар кандай багытта кыймылдаган бир нече нурларга бөлөт жана дифракциялайт.
2. Суроо: Дифракциялык торчо кош тешиктен эмнеси менен айырмаланат?
Жооп: Экөө тең дифракцияны пайда кылганы менен, торчонун узундук бирдигине туура келген тешиктери (же сызыктары) көбүрөөк болот, бул көбүрөөк дифракцияланган нурларды жана спектрдик ажырымды так көрсөтөт.
3. Суроо: Эмне үчүн торчо сызыктарынын ортосундагы аралыктар абдан маанилүү?
Жооп: Аралыктар жарыктын ар кандай толкун узундуктарынын сынуу бурчтарын аныктайт, ошону менен пайда болгон спектрдин чечилишине жана тунуктугуна таасир этет.
4. Суроо: Дифракция бурчу жарыктын толкун узундугуна кандайча байланыштуу?
Жооп: Байланыш торчо теңдемеси менен берилет: ��=�sin� , мында - дифракциянын тартиби, - толкун узундугу, - торчо аралыгы жана - дифракция бурчу.
6. Суроо: Эмне үчүн ар кандай түстөр/толкун узундуктары ар кандай бурчтарда айырмаланат?
Жооп: Дифракция бурчу ( ) толкун узундугуна ( ) түз пропорционалдуу болгондуктан, узунураак толкун узундуктары (кызыл сыяктуу) кыскаларына (көк сыяктуу) караганда көбүрөөк дифракцияланат.
7. Суроо: Дифракциялык торчодогу тешиктердин (же сызыктардын) санын көбөйтүү үлгүгө кандай таасир этет?
Жооп: Тилкелердин санын көбөйтүү дифракциялык максимумдарды курчутат, бул спектрдин чечилишин жогорулатат.
8. Суроо: Торчонун чечүү күчү деген эмнени билдирет?
Жооп: Чечүүчү күч – бул торчонун бири-бирине жакын жайгашкан эки толкун узундугун айырмалоо жөндөмү. Ал сызыктардын көбөйүшү жана дифракциялык тартиптин жогорулашы менен жогорулайт.
9. Суроо: Дифракциялык торчолорду жарыктан башка толкун түрлөрү менен колдонсо болобу?
Жооп: Ооба, аларды үн толкундары жана рентген нурлары сыяктуу ар кандай толкун кубулушу менен колдонсо болот.
10. Суроо: Өткөрүү торчосу чагылдыруу торчосунан эмнеси менен айырмаланат?
Жооп: Өткөргүч торчодо жарык торчо материалы аркылуу өтөт, ал эми чагылыш торчодо жарык торчонун бетинен чагылып чыгат.
11. Суроо: Күйгүзүлгөн торчолор деген эмне?
Жооп: Күйүп турган торчолор – бул энергиянын көпчүлүк бөлүгүн белгилүү бир дифракциялык тартипке багыттоо үчүн оюктары бурчтуу (же күйүп турган) чагылдыруучу торчолор, бул натыйжалуулукту оптималдаштырат.
12. Суроо: Эмне үчүн торчонун оюктарынын тыгыздыгы (ммдеги сызыктар) маанилүү?
Жооп: Оюктун тыгыздыгы торчонун дисперсиясын жана чечилишин аныктайт. Оюктун жогорку тыгыздыгы, адатта, жогорку чечилиштерге алып келет.
13. Суроо: Торчо кантип спектрди пайда кылат?
Жооп: Ак жарык торчо менен өз ара аракеттенишкенде, ар бир толкун узундугу уникалдуу бурчта дифракцияланып, спектрди пайда кылуу үчүн мейкиндик боюнча жайылат.
14. Суроо: Эмне үчүн дифракциянын жогорку тартиптери бири-бири менен дал келиши мүмкүн?
Жооп: Ар кандай толкун узундуктары үчүн жогорку тартиптеги нурлар башка толкун узундуктарынын төмөнкү тартиптерине дал келген бурчтарда сынышы мүмкүн, бул спектрлердин бири-бирине дал келишине алып келет.
15. Суроо: Көрүнбөгөн толкун узундуктарын изилдөө үчүн торчо колдонсо болобу?
Жооп: Ооба, торчолорду электромагниттик спектрдин ар кандай бөлүктөрүнө, анын ичинде ультрафиолет жана инфракызыл нурларга ылайыкташтырууга болот.
16. Суроо: Торчо материалы дифракциялык үлгүлөрдө кандай ролду ойнойт?
Жооп: Материалдык касиеттер ар кандай дифракциялык тартиптердин эффективдүүлүгүнө таасир этип, торчо оптималдаштырылган толкун узундугунун диапазонун аныктай алат.
17. Суроо: Голографиялык дифракциялык торчо кантип алынат?
Жооп: Голографиялык торчолор механикалык башкаруучу оюктардын ордуна лазердик жарыктын интерференциялык үлгүлөрүн колдонуу менен түзүлөт, бул азыраак жарыктын жана жогорку тазалык спектрлеринин пайда болушуна алып келет.
18. Суроо: Эмне үчүн нөлдүк тартиптеги максимум адатта бир топ жарыгыраак болот?
Жооп: Нөлдүк тартиптеги максимум сынбаган жарыкка туура келет. Ал дифракцияланган тартиптегидей көп жайылууга дуушар болбогондуктан, анын интенсивдүүлүгү жалпысынан жогору болот.
19. Суроо: Торчолор поляризацияланган жарык менен иштей алабы?
Жооп: Ооба, дифракциянын эффективдүүлүгү жана схемасы түшкөн жарыктын поляризация абалына жараша өзгөрүшү мүмкүн.
20. Суроо: Эмне үчүн спектроскопия үчүн торчолордун призмаларга караганда артыкчылыктары бар?
Жооп: Торчолор жакшыраак чечилишке, толкун узундуктарынын сызыктуу дисперсиясына ээ жана призмаларга салыштырмалуу жарыкты спектр боюнча натыйжалуураак тарата алат.
Дифракциялык торчолор оптикалык изилдөөлөрдө жана колдонмолордо, айрыкча спектроскопияда абдан маанилүү, бул жарыктын спектрдик компоненттерин деталдуу изилдөөгө мүмкүндүк берет.
