Общий курс физики. Том 4. Оптика - Сивухин Д.В.
Скачать (прямая ссылка): Скачать (прямая ссылка):
Если бы фотопластинка была установлена перпендикулярно к этой общей оси, то дебаеграмма состояла бы из концентрических кругов. Измерив радиусы этих кругов, можно определить возможные значения угла а затем по формуле Брэгга — Вульфа вычислить соответствующие межплоскостные расстояния и воспользоваться этими данными для воспроизведения кристаллической струк- 4 61]
ДИФРАКЦИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ
. 395
туры образца. Чтобы получить действительно все межплоскостные расстояния, фотопластинке придают форму полоски, опоясывающей по окружности исследуемый образец. Дебаеграмма, полученная на кристаллическом порошке NaCl, приведена на рис. 233.
Нелишне подчеркнуть, что, в отличие от лауэграмм, для получения которых требуется сплошное рентгеновское излучение, дебае-граммы получаются в монохроматическом свете. В белом свете никаких дебаеграмм с резкими дифракционными кольцами получиться не может.
10. Остановимся в заключение на вопросе о разрешающей способности дифракционной решетки (одномерной) в рентгеновской области спектра. Формула (47.3) для разрешающей способности решетки относится к случаю, когда решетка дает фраунгоферову дифракционную картину. Как было выяснено выше, в рентгеноскопии реализуется противоположный случай. Фокусирующего устройства нет, а фотопластинка ставится на малых расстояниях от решетки. В таких условиях дифракционные пучки подчиняются геометрической оптике, и формулой (47.3) пользоваться нельзя.
Пусть на решетку падает пучок параллельных лучей с длиной волны к под углом скольжения а0. Направление распространения дифрагированного пучка т-го порядка определится из условия d (cos а0 — cos а) = mk. Для такого же пучка с близкой длиной волны k': d (cos а0 — cos а') = mk'. Отсюда d (cos а' — cos а) = = т (к — к'), или
где введены обозначения: ба = | а' — а |, SX = | к' — к |. Для спектрального разрешения необходимо, чтобы оба пучка пространственно разделились. Если L — расстояние до фотопластинки, измеренное вдоль направления дифрагированного луча, то боковое смещение одного пучка относительно другого равно х = Lba. Условие разрешения состоит в том, чтобы это смещение было не меньше ширины дифрагированного пучка: x^h. Последняя определяется выражением h = D sin а, где D — длина дифракционной решетки. В результате условие разрешения примет вид
Рис. 233.
d sina- 8а — mok.
Lm 6Х d sin a
:?= D sina, 396
ДИФРАКЦИЯ СВЕТА
[гл.- iv
Минимальному разрешаемому расстоянию соответствует знак равенства. Для него получаем
= <61Л0)
а для разрешающей способности
Л LmX /сі its
6Х Dd sin2 а ' Запишем эту формулу в виде
X » т Uh ~ = JVm = дг,
или
X LmX
6Х hd sin а
Для повышения разрешающей способности надо применять узкие пучки, а фотопластинку помещать возможно дальше. По сравнению с рэлеевской формулой формула (61.12) дает меньшее значение для разрешающей способности, поскольку она относится к области, в которой L <1 №11. ГЛАВА V ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА
* *
§*62. Поляризованный и естественный свет
1. При изучении интерференции и дифракции мы отвлеклись от поперечности световых колебаний, предполагая, что складываемые колебания совершаются в одном направлении. Обратимся теперь к изучению явлений поляризации света, типичных именно для поперечных колебаний. Плоская волна называется линейно поляризованной или плоскополяризованной, если электрический вектор E все время лежит в одной плоскости, в которой расположена также нормаль N к фронту волны (рис. 234). Эта плоскость называется плоскостью колебаний или плоскостью поляризации 1). От поляризованного света следует отличать естественный свет. В нем в каждый момент времени векторы Е, Н, N, хотя и остаются взаимно перпендикулярными, но направления векторов EuH беспорядочно н изменяются с течением времени. Поэтому Рис. 234. естественный свет обладает (статистически)
осевой симметрией относительно направления его распространения. Для линейно поляризованного света такой симметрии нет. Его свойства в различных плоскостях, проходящих через направление нормали N, различны. Среди этих плоскостей есть две избранные плоскости, в одной из которых лежит вектор Е, а в другой — вектор Н. Осевая асимметрия сохраняется и для смеси естественного света с линейно поляризованным. Такой свет называется частично поляризованным.
2. Линейно поляризованный свет легко получить, пропустив естественный свет через пластинку турмалина, вырезанную параллельно его кристаллографической (оптической) оси. Турмалин сильно поглощает световые лучи, в которых электрический вектор перпендикулярен к оптической оси. Если же электрический вектор параллелен оси, то такие лучи проходят через турмалин почти беа поглощения. Поэтому естественный свет, пройдя через пластинку
') По старой терминологии плоскостью поляризации называлась плоскость (N, Н), содержащая магнитный вектор Н, 398
ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА
[Г Л'. V'
турмалина, наполовину поглощается и становится линеино поляризованным с электрическим вектором, ориентированным параллельно оптической оси турмалина.
