Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ильичева Е.Н. -> "Методика решения задач оптики" -> 38

Методика решения задач оптики - Ильичева Е.Н.

Ильичева Е.Н., Кудеяров Ю.А., Матвеев А.В. Методика решения задач оптики — М.: МГУ, 1981. — 72 c.
Скачать (прямая ссылка): metodikaresheniyazadachoptiki1981.djvu
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 74 >> Следующая

профилированным штрихом. Разрешающая сила эшелона Майкельсона.
Разрешающая сила призмы. Приборы высокой разрешающей силы (;М06),
использующие диспергирующие элементы с большой разностью хода
(интерферометр Фабри-Перо, пластинка Луммера-Герке). Максимальное
значение разрешающей силы для приборов с пространственный разложением
спектра. Область свободной дисперсии. Корреляционная спектроскопия
(Фурье-спектроскопия). Спектральный анализ путем смешения. Сравнительные
характеристики трех методов спектрального анализа в оптике.
2. Вопросы по теоретическому материалу
2.1. Перечислите известные Вам методы измерения длины волны света.
2.2. В чем отличие призматического спектра от спектра дифракционной
решетки?
2.3. Чем определяется вид аппаратной функции для решетки, призмы,
эшелона Майкельсона, интерферометра Фабри-Перо?
2.4. Сравните функции распределения энергии по углам для пластинки
Луммера-Герке и эталона Фабри-Перо.
121
2.5. Определите минимальное значение интенсивности прошедшего света при
работе с эталоном Фабри-Перо, коэффициент отражения зеркал которого (по
интенсивности) равен: 1) й=0,8; 2) /?=0,95.
2.6. Запишите функцию видности интерференционной картины в
интерферометре Фабри-Перо с коэффициентом отражения зеркал R = 0,9.
2.7. Покажите, что при разрешении двух линий Я] и Аг одинаковой
интенсивности с помощью дифракционйой решетки критерий Релея
соответствует наличию "провала" в 20% в результирующем контуре
распределения интенсивности.
2.8. Покажите, что разрешающая сила дифракционной решетки определяется
числом длин волн, укладывающихся на разности хода между крайними лучами
при максимальном угле дифракции.
2.9. Чем обеспечивается высокая разрешающая сила 1) интерферометра
Фабри-Перо, 2) эшелона Майкельсона?
2.10. Исследуется расщепление линии в эффекте Зеемана (ЛА,= 10~3А,
А?*6000 А). Покажите, с какими спектральными приборами можно наблюдать
это расщепление линии. При каких условиях?
2.11. Почему при работе с дифракционной решеткой и приз-, мой важно
обеспечить высокую степень^ пространственной когерентности света,
падающего на решетку?
2.12. Каковы требования к монохроматичности света при работе с этими
приборами, если , разрешающая сила Л = 105?
2.13. Покажите, почему при работе со спектральными приборами высокой
разрешающей силы область дисперсии должна быть мала. Насколько?
2.14. Какими данными должны обладать диспергирующие элементы для работы в
1) инфракрасной области спектра? 2) ультрафиолетовой?
2.15. Укажите метод спектрального анализа, позволяющий разрешить две
линии, отличающиеся по частоте на несколько герц.
2.16. Сформулируйте основы метода Фурье-спектроскопии.
2'.17. Каковы преимущества Фурье-спектроскопии по сравнению с приборами с
пространственным разложением спектра?
3. Основные типы задач и решений
а) ТИПЫ ЗАДАЧ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ
3.1 (1-й тип). Расчет угловой и линейной дисперсии спектральных
приборов.
Методы расчет,а. 1. Используя условие получения интерференционного
максимума, найти изменение положения максимума при изменении длины волны.
122
2. Рассчитать изменение угла наименьшего отклонения призмы при изменении
длины волны.
3.2 (2-й тип). Расчет разрешающей силы и области дисперсии спектральных
приборов.
Методы расчета. 1. Зная выражение для угловой дис-нерсии и углового
расстояния между максимумами соседних порядков для длины волны Я, н^йти
область дисперсии ДЯ.
2. Используя аппаратную функцию прибора, угловую дисперсию и критерий
разрешения, найти выражение для разрешающей силы прибора.
3.3 (3-й тип). Расчет условий практической реализации разрешающей силы
спектрального прибора.
Методы расчета. 1. Используя вид аппаратной функции и критерий Релея,
определить допустимую угловую расходимость пучка лучей, выходящих из
коллиматора.
2. Оценив область дисперсии прибора, рассчитать допустимую степень
немонохроматичности света.
б) ПРИМЕРЫ
1-й тип задач (3.1)
3.1.1. Найти угловую дисперсию в угловых секундах на 1А в спектре
первого порядка для решетки,. имеющей 3937 .штрихов на 1 см. Подсчитать
линейную дисперсию спектрографа с такой решеткой при объективе с фокусным
расстоянием /=50см.
Решение. Условие интерференционного максимума для решетки при нормальном
падении на нее плоской монохроматической волны
d sin <р =
Дифференцируя, находим
d cos ср dcp = Я dm -j- т dX,
D - _ m r^m
V& /m=const dcos? d '
Dm=t = -j- = 8,15 угл-сек/Х.
Линейная дисперсия
D' = ^L=D-f=^-=l,97-lO-2 мм/А,
^г = 50,7А/мм.
3.1.2. Определить угловую дисперсию пластинки Луммера- Герке с
толщиной d и показателем преломления п с учетом дис-
123
Персии вещества. Углы выхода луча е считать малыми (рис. 37)" Решение.
Условие интерференционного усиления
2 dn cos r - mX,
г - угол преломления,
2 dn cos г = 2dV пг - cos* е = тХ, sin г =-4- sin г = -^-cos е.
п

п
Дифференцируя, находим
2d
дп
2п + 2cos е sin sdc
откуда
D -
2 Vn
dt
COS* e
nz - COS^ e
\ ____________________
) ,, 2dVn2-cosse j,
Предыдущая << 1 .. 32 33 34 35 36 37 < 38 > 39 40 41 42 43 44 .. 74 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed