1- дәріс. Кіріспе жарықтың табиғаты жайындағы ілімнің дамуы. ХVІІ ғасырдың аяқ кезінде жарықтың табиғаты жайында екі түрлі ғылыми түсінік болды: жарықтың корпускулалық теориясы мен-жарықтың толқындық теориясы
жүктеу/скачать 5,21 Mb.
|
лекция оптика
- Бұл бет үшін навигация:
- Рентгендік спектроскопия
- Оптикалық құралдардың ажырату қабілеті
- Оптикалық құралдардың ажырату қабілеті дегеніміз
- Рэлей критерийі
| Ренгтенструктуралық талдау бойынша рентген сәулелерінің дифракциясының заңдылығына сүйене отырып зерттелетін заттардың құрылымы – структурасы анықталады. Толқын ұзындығы белгілі рентген сәулесін кристалға түсіре отырып, дифракция құбылысынан мен m – ды ӛлшеп, жазықтықтар арақашықтығын – d- ны табуға болады.
Вульф – Брэгг ӛрнегі электрондар мен нейтрондардың дифракциялары үшін де орындалады – осы әдістерді электронография, нейтронография деп атайды. Рентгендік спектроскопия – жазықтық арақашықтары белгілі торға түсетін рентген сәулелерінің толқын ұзындықтарын табу әдісі болып табылады. Сырғанау бұрышы мен m ӛлшей отырып, белгілі d – ның мәні арқылы кристалға түсетін рентген сәулесінің толқын ұзындығын есептеп табуға болады. Оптикалық құралдардың ажырату қабілеті Оптикалық құралдарда жарық шоқтарын шектеу қажеттілігі туады. Ол үшін апертуралық диафрагма қолданылады. Бұл диафрагмалар арқылы заттың кескінін бейнелейтін жарық шоқтары бӛлініп алынады. Мұндай диафрагмалар ретінде линза мен басқа да оптикалық құралдардың оправасы, фото-аппараттардың диафрагмалары алынады. Диафрагма радиусын кішірейту арқылы заттың кескінінің сапасын арттыруға болады. Сол кезде шеткі сәулелерді жойып, (ӛйткені бұл сәулелер кескін кӛрінісін нашарлатады) кескіннің анық кӛрінісін ұлғайтуға болады. 7-сурет
Жарықтың толқындық табиғаты болғандықтан оптикалық жүйе құрған нүктелік жарық кӛзінің кескіні нүкте емес жарық дақ болып кӛрінеді. Сол жарық дақ қара және ақ сақиналармен қоршалады, егер жарық монохроматты болса, ал егер ақ жарық болса, онда түрлі түсті сақиналармен қоршалады.
Сонымен дифракция құбылысында ешқандай әдістермен кетіре алмайтын құбылыс оптикалық құралдың ажырату қабілетінің шегін береді. Оптикалық құралдардың ажырату қабілеті дегеніміз дененің ӛте жақын орналасқан нүктелерінің кескіндерін ажыратып кӛрсететін қабілетті атайды. Дифракциялық құбылыстар арқылы кескіндерді ажыратып кӛру тек шартты түрде болады. Ажырату қабілетінің ең тӛменгі шегін бекіту үшін Рэлей критерийі алынады: екі жақын орналасқан нүктелік жарық кӛзінің немесе интенсивтіліктері мен симметриялық контурлары тең бірдей екі жақын жатқан спектр сызықтарының кескіндерінің ажыратылуы мүмкін болу үшін бір жарық кӛзінің нәтижесінде пайда болған дифракция суретіндегі орталық максимум басқа жарық кӛзінен келетін дифракциялық суреттің бірінші минимумына сәйкес болуы қажет. (8- сурет а). 8-сурет
Рэлей критериі орындалуы үшін максимумдар арасындағы шұңқырдың интенсивтілігі максимумның 80 % тең, осы шарт 1 мен 2 сызықтарын ажыратуға жеткілікті болып келеді.
Егер Рэлей критериі орындалмаса, немесе бұзылса, онда бір–ақ сызық пайда болады (8-сурет б). Объективтің ажырату қабілеті (ажырату критериі). R=1/ (9)
минималды бұрыш. Мысалы телескоптың объективінен ӛте алыс орналасқан заттардан жарық түсетін болса (жұлдыздардан) онда жазық толқындардан жарық келеді деп ұйғаруға болады. Дӛңгелек саңылауға түсетін жазық толқындардан туатын дифракцияны ӛрнектейтін формулаларды келтіруге болады. Саңылау ретінде объективтің оправасы алынады. 5-суретте кӛрсетілгендей дифракцияда жарық дақтың бейнесі байқалады. Бұл дақта жарық шоғының 84 % шоғырланған. Осы жарық дақ қараңғы және жарық сақиналармен кезек – кезек қоршалған. Дифракциялық суреттегі бірінші минимумның центрден бұрыштық арақашықтықты келесі ӛрнекпен келтіруге болады: min arcsin(1, 22 D) Мұндағы D – саңылаудың диаметрі егер D>> болса , онда min 1,22 D (2). 9-сурет
Объективтің ажырату қабілетін анықтау үшін бір біріне жақын орналасқан S1 және S2 жұлдыздарды ажыратып кӛру шартын алайық. Олардың арасындағы бұрыштық арақа-шықтық (9-сурет) тең болсын. Объективтің фокальдық жазықтығында 2 нүктенің орнына бір бірімен қабаттасып кеткен екі когерентті емес жарық кӛздерінің дифракциялық суретін кӛруге болады. Осы екі жұлдызды бӛлек – бӛлек ажыратып кӛру үшін, Рэлей критериі орындалуы қажет. Жарық кӛздері когерентті болмағандықтан максимумдар мен минимумдар жай ғана қосылып отырады. Рэлей критериі бойынша осы екі жұлдыз ажыратылып кӛрінуі үшін S1 мен S2 арасындағы бұрыштың арақашықтық δψ – шамасына тең болуы қажет ( 6-сурет). Сонда егер (2) ӛрнекті ескере отырсақ келесі ӛрнек шығады: min 1,22 D (10) сонымен (8) және (10) ӛрнектерге байланысты объективтің ажырату қабілеті R= D /(1,22) оптикалық құралдардың ажырату қабілетін арттыру жолдарының бірі ретінде толқын ұзындығы кіші жарық кӛзін пайдалануға қолайлы болып келеді. Мұндай шарттар ультракүлгін микроскоптары мен электрон микроскоптарында
мұндағы - екі кӛршілес спектрлік сызықтардың толқын ұзындығының минималды айырымының абсолют шамасы. Дифракциялық тордың ажырату қабілетін анықтау үшін келесі шарттарды орындайық: d sin m2 . m – ретті максимумның толқын ұзындығы 2 мен бір бірімен байланысты. Максимумнан кӛрші минимумға ӛткенде жол айырымы / N -ге ӛзгереді. Мұндағы N - тор саңылауларының саны.
2 жақын болғандықтан ажырату күші 2 1 , осыдан:
ӛрнектерге сай. Сонымен дифракциялық тордың ажырату қабілеті спектрдің m ретіне, саңылаулардың N–санына пропорционал. жүктеу/скачать 5,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||