Дифракция света на круглые отверстия
-если свет монохромный, то происходит чередование светлых и темных колец. -если свет белый, то в центре белое, потом черное, потом радужное окрашивание.
Предел разрешения. Критерий Рэлея. Разрешающая способность оптических приборов. РИСУНКИ СМОТРЕТЬ В ЛЕКЦИИ. Будем сближать точки. Путь r = Z. Предел разрешения (r =Z), есть наименьшее расстояние м/у 2 точками предмета (источниками), при котором они еще видны раздельно. [Z]=[м] -если r≥Z, то точки видны раздельно (т.е. разрешены) -если r<Z, то точки сливают в одну (т.е. неразрешены) 1879 – Рэлей ввел критерий различимости точек. Изображение 2 точек еще можно видеть раздельно, если центральный max дифракционной картины одной точки, совпадает с первым min другой. Разрешающая способность – как способность – способность давать раздельное изображение двух близко расположенных точек объекта. Разрешающая способность – как величина – обозначается R=1/Z и обратная пределу разрешения [R]=[м-1].
Предел разрешения микроскопа Μ – амплитудный угол, равный ½ угла м/у крайними лучами, входящими в объектив n – показатель преломления
μ
1873 – Аббе: ZМИКР = 0.5λ/n*sinμ R↑/Z↓ -μ↑ -n↑ - пространство м/у объективом и предметом заполняют жидкостью с наиболее возможным n – иммерсионный микроскоп. -λ↓ - переходит от видимого света к УФ-области (рентгеновской). В электронном микроскопе, роль световых лучей выполняют электроны, фокусируемые специальными линзами.
λ=λē = λДе Бройля = η/mē*υē η – постоянная Планка Eē = e*υ = mυē2/2 λ↓υ↑U↑
Дифракционная решетка (Д.Р.) Дифракционная решетка – это оптическое устройство, представляющее собой совокупность большого числа параллельных, обычно равноотстоящих друг от друга щелей.
b a стеклянная пластинка
d d=a+и – период дифракционной решетки N – число щелей Дифракционная картина зависит от числа щелей. [d*sinφ=kλ] – для дифракционной картинки.
Дифракция рентгеновских лучей на пространственные структуры. Основы рентгеноструктурного анализа.
Дифракция ЭМ волн происходит не только на плоских (щель, отверстие), но и на пространственных структурах. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах была открыта в 1812 г. – Лауэ. Лауэ предположил, что длина рентгеновской волны, равна расстоянию м/у молекулами в кристаллах.
α θ
l
1 1`
A
C D ф1,2 B ф1`;2` l~10-10м λRe~10-7-10-14 v λRe~l θ – угол скольжения – угол м/упадающим лучом и плоскостью кристалла. AB=l Лучи 1` и 2` интерферируют. Разность хода ∆=CB+BD=2CB=2AB*sinθ=2l*sinθ Условие max дифракции Re лучей – 2l*sinθ=kλ – формула Вульфа-Брэггов. Формула лежит в основе метода рентгеноструктурного анализа. Метод рентгеноструктурного анализа – метод анализа структур на основе дифракционной картины, полученной при помощи известной длины волны (Дебай, Шеррер – 1916г.) Поглощение света Превращение энергии световой волны во внутренние энергии вещества, описывается законом Бугера-Ламберта.
0(I0) X(I) Xà∆X(I+∆I) ∆ I (∆x) ∆I~α*I*∆x ∆I=-α*I*∆x │:I ∆I/I= -α*∆x В каждом последующем слое вещества, одинаковой толщины ∆x, поглощается одинаковая часть интенсивности (∆I) падающей на этот слой волны. I=f(x) dI/I=-α*dx – ДУ
lnI │I0I = -αx │X0 lnI-lnI0 = -αx ln(I/I0)= -αx I/I0=e-αx à I=I0*e-αx – математическое выражение закона Б.-Л. I
I0
2 1
x x=0 à I=I0 (xà∞; Ià0) α2>α1
Пусть есть раствор какого-либо вещества, которое поглощает свет, а растворитель свет не поглощает. Сформулируем закон Бера. α=χ*С, где α – показатель поглощения; С – концентрация раствора; χ – коэффициент пропорциональности. Формулировка закона Бера: Показатель поглощения растворенного вещества, прямо пропорционален концентрации этого вещества в растворе. I=I0*e-αx = I0*e-χx I= I0*e-χx – закон Бургера-Ламбера-Бера. Этот закон лежит в основе метода концентрационной колориметрии. Колориметрия в аналитической химии - группа фотометрических методов количественного анализа, основанных на определении концентрации вещества в окрашенном растворе путем измерения количества света, поглощенного этим раствором. I0 I0
x C1 C2 x2
1 р-р: I=I0*e-χC1X1 2 р-р: I=I0*e-χC2X2 C1X1=C2X2 C2=C1X1/X2
Рассеивание света Рассеивание – это явление отклонения светового пучка по всевозможным направлениям. Возникает в оптически неоднородной среде, когда показатель преломления и нерегулярно меняется от точки к точке, а размеры неоднородностей соизмеримы с длиной волны. Световой пучок ослабляется. σ – показатель рассеивания I=I0*e-(α+σ)x α+σ =μ – показатель ослабления света. I=I0*e-μх Различают 2 основных вида неоднородностей и 2 основных вида рассеивания: -молекулярное – рассеивание на неоднородностях обусловленных тепловым движением молекул данного прозрачного вещества. -рассеивание в мутных средах (явление Тиндаля) – рассеивание, когда неоднородности представляют собой неоднородные посторонние частицы (частицы одного вещества, среди частиц другого вещества). Для молекулярного и рассеивания в мутных средах, если d<0.2λ, справедлив закон Рэлея. IP~1/λ4 IP~ν4 -если d>0.2λ, то IP~1/λ3 λКР>λФИОЛ νКР>νФИОЛ Чем λ больше, тем I меньше.
Дисперсия света C=3*108м/с и одинакова в вакууме для всех длин волн. В веществе волны различных частот движутся с разными скоростями: υ=f(ν), т.к. υ=C/n, то n=f(ν). Волны различных частот в одном и том же веществе преломляются по разному. Дисперсия света – это зависимость показателя преломления вещества от частоты. -если ↑νàn↑ - нормальная дисперсия -если ↑νàn↓ - аномальная
Кр Фиол
nФИОЛ > nКР – нормальная дисперсия. В реальном веществе существуют участки нормальной и аномальной дисперсии. n
b d
a c e
ν0 ν1 ν2 ν -ab, cd – нормальная дисперсия (dn/dν>0) -bc, de – аномальная дисперсия (dn/dν<0) Падающая на вещество электроволна взывает вынужденные колебания ē в атомах. Если частота этой волны совпадает с собственной частотой колебания ē, то будет резонанс, т.е. повышается амплитуда колебаний. Преобразуется энергия света во внутреннюю энергию вещества. Происходит поглощение. Учение о нормальной дисперсии позволяет найти собственные частоты колебаний ē в атомах.
Популярное: ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (482)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |