Valguse laineomaduste kasutamine. Difraktsioonvõre

Valguse laine iseloom on juba ammu kinnitatud. Praktiliste probleemide lahendamiseks kasutatakse sageli geomeetrilise optika põhimõtteid, aga ka valguslaine omadusi kasutatakse laialdaselt kaasaegse teaduse ja tehnoloogia kõige mitmekesisemas harudes. Selle näide on difraktsioon. Valguse võime on laine võimeline ümbritsema takistusi, mis on tema teedel tekkinud. See nähtus ilmneb siis, kui lained langevad nn geomeetrilise variini. Difraktsiooni nähtuse selgitus annab Huygensi põhimõtte. Selle seletuse kohaselt muutub iga laine teekond sekundaarsete lainete keskpunktiks. Nende lainete ümbrikus on lainefrondi asukoht määratud järgmisele ajahetkel.

Näiteks, kui tasapinnaline laine satub tavaliselt läbipaistmatu ekraaniga tehtud avasse, siis vastavalt Huygensi teooriale on iga laine eesmise osa avanemisest saadav punkt võimeline saama sekundaarsete lainete allikaks (homogeenses isotroopses keskkonnas nad on sfäärilised).

On piisav, kui konstrueerida sekundaarsete lainete ümbrust teatud ajahetkel, et kergesti jälgida ava serva ümbritsevat laine. Seda seletatakse asjaoluga, et laine esiosa jõuab nn geomeetrilise varje piirkonda.

Difraktsioonivariandi kasutamine on leidnud laialdast rakendust seadmes, mida nimetatakse difraktsioonvõreks. Oma esialgsetes katsetes valguse difraktsiooniga kasutas James Gregory tavalist linnu sulgi. Hiljem asendati see konkreetse optilise seadmega. Difraktsioonvõre on kindlale pinnale korrapäraselt korraldatud märkimisväärse arvu löökade komplekt. Need võivad olla kas pilud või väljaulatuvad osad, olenevalt tüübist, millele konkreetne difraktsioonvõre kuulub.

On kahte tüüpi võrke - peegeldav ja läbipaistev. Esimesed hõlmavad seadmeid, mis kasutavad peegeldavat pinda rakendatud löökidega. Viimased kasutavad läbipaistvaid pindu, siin saab kasutada nii triibu kui ka pilusid.

Difraktsioonvõre toimimise põhimõtet selgitab otseselt valguse laineomadused. Kerge laine esiosa purustamiseks kasutatakse resti. Selle tulemusel moodustuvad üksikud nn sidusa valguse sarjad. Pärast insuldi difraktsiooni läbimist segavad nad üksteist. Võttes arvesse asjaolu, et erineva pikkusega lained loovad maksimaalse häire täiesti erinevatest nurkadest (määrati interferentsi kiirte vaheline erinevus), saadakse väljundvõimsus valgele valgusele, mis levib spektrisse.

Seadme difraktsioonvõre näeb rakendust inimese elutegevuse kõige erinevates valdkondades. Seda kasutatakse spektraaltehnikates, nii optiliste anduritena nurkade (lineaarsete) nihkumiste jaoks kui ka polarisatsioonide või infrapunakiirgufiltrite jaoks. Samuti võib see olla kimbu pealekandur interferomeetrite või prillidevastaste prillide prillide jaoks.

Samuti on röntgenkiirte difraktsioonvõre . See oli tehniliselt võimatu seda luua. Selle probleemi lahendamiseks on teadlased läinud esialgselt. Röntgenikiirte lagundamiseks kasutatakse mõnede kristallide kristallide riive .

Peamiseks omaduseks loetakse difraktsioonvõre lahutusvõimet . Võrgus on joonte koguarv, mis korrutatakse tala maksimaalse järjestusega. Seda väljendit võib siiski kujutada avaldusena, et sageduse erinevuse korral on iseloomulik võrdsus vastandlikga kõige ekstreemsete kiirte vaheaegade vahega, mida nimetatakse häireteks.

Igapäevaelus võib CD-d või grammofonikirjet illustreerivaks näiteks olla difraktsioonvõre. Kuid tööstuslike instrumentide valmistamiseks kasutatakse kõrgtehnoloogilisi seadmeid, mis on väga täpsed.