Դիֆրակցիոն ցանց

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search

Դիֆրակցիոն ցանց, հավասարահեռ միանման զուգահեռ խազերով հարթ կամ գնդային սահմանափակ մակերևույթ, թափանցիկ կամ անդրադարձնող, լինում է նաև տարածական, ինչպես օրինակ բյուրեղային ցանցը ռենտգենյան ճառագայթների համար[1][2]։ Դիֆրակցիոն ցանցն անկանոն է, եթե անցքերն ու արգելքները չունեն որոշակի դասավորություն։ Դիֆերակցիոն ցանցի հարևան խազերի հեռավորությունը կոչվում է ցանցի պարբերություն և նշանակվում է d տառով։ Ցանցի վրա ընկնող լույսի զուգահեռ ճառագայթների փունջը դիֆրակցիայի է ենթարկվում։ Խազերի թիվը 1 միլիմետրում կարող է լինել 100, 300, 1000 և այլն։ Լույսն անցնում է նրբագծերի արանքներով և չի անցնում նրբագծերով[3]։ Եթե դիֆրակտային ցանցը լուսավորենք մեներանգ լույսով, ապա էկրանին կնկատենք հստակ դիֆրակտային պատկեր՝ կենտրոնական շերտ և նրա շուրջը հավասարահեռ նեղ շերտեր։ Առաջին անգամ երևույթը նկարագրել է Ջեյմս Գրիգորին, ով որպես ցանց օգտագործել է թռչնի փետուրները[4][5]։

Անդրադարձնող՝ խազերը տարված են հայելային (մետաղական) մակերևույթին, և դիտումը կատարվում է անդրադարձվող լույսով[6]։ Թափանցիկ՝ խազերը տարված են թափանցիկ մակերևույթին, և դիտումը կատարվում է փոխանցվող լույսով[7][8]։

Դիֆրակցիոն պատկեր[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Դիֆրակցիոն պատկերի մաքսիմումներ և մինիմումներ

Դիֆրակցիոն պատկերը կազմված է կտրուկ մաքսիմումներից, սրանց միջև ընկած են N-1 մինիմումներ և N-2 երկրորդային մաքսիմումներ, որոնց ինտենսիվությունը շատ փոքր է գլխավոր մաքսիմումների համեմատ։ Մաքսիմումների դիրքը որոշվում է ցանցի հիմնական հավասարումից՝

,

ուր Δ-ն հարևան խազերի (տարրերի) եզրային ճառագայթների ճանապարհների տարբերությունն է, ψ-ն ճառագայթների անկման, φ-ն դիտման անկյունն է, λ-ն՝ լուսային ալիքի երկարությունը, իսկ m-ը ամբողջ թիվ է (m=0, ±1, ±2, ․․․) և կոչվում է սպեկտրի կարգ։

Հատկությունները և բնութագրերը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Դիֆրակցիոն ճառագայթների անկման և դիտման անկյուններ
Դիֆրակցիոն ճառագայթների անկման սխեման նեղ զուգահեռ ճեղքերով հարթ ցանցի դեպքում

Դիֆրակցիոն ցանցը բազմերանգ ճառագայթներով լուսավորելիս՝ յուրաքանչյուր m≠0 արժեքին օբյեկտիվի կիզակետային հարթության վրա համապատասխանում է ինքնուրույն սպեկտր։ Երբ m=0, ալիքի բոլոր երկարությունների համար գլխավոր մաքսիմումները համընկնում են, և սպեկտր չի դիտվում։ Ինտենսիվության արդյունարար բաշխումը անվերջությունում կամ օբյեկտիվի կիզակետային հարթության վրա որոշվում է

առնչությամբ, որտեղ N-ը ցանցի խազերի թիվն է, իսկ v = πΔ/λ։ I' անդամը որոշում է ցանցի առանձին տարրի ազդեցությունը, I"-ը՝ ցանցի բոլոր N տարրերից եկող ալիքների փոխազդեցությունը։

Նեղ զուգահեռ ճեղքերով հարթ ցանցի համար

որտեղ

(a-ն ցանցի առանձին տարրի լայնությունն է, իսկ I0-ն ինտենսիվությունն է u=0 դեպքում)։ m կարգի սպեկտրային գծերի Im ինտենսիվությունը համեմատական է N2/m2 և նվազում է m-ի մեծացմամբ։ Խազերի հատուկ տեսքի դիֆրակցիոն ցանցով (էշելետ) հաջողվում է ստանալ ինտենսիվության կենտրոնացում (մինչև 70%) m≠0 որևէ սպեկտրում՝ թուլացնելով մնացած (գլխավորապես m=0) կարգերը։

Դիֆրակցիոն ցանց կարող է հանդիսանալ օպտիկական սկավառակի մակերևույթը

Որպևս սպեկտրային սարք օգտագործվող դիֆրակցիոն ցանցի հիմնական բնութագրերն են անկյունային դիսպերսիան՝

և լուծունակությունը՝

(δλ-ն հավասար ինտենսիվության դեռևս ջոկելի սպեկտրային երկու գծերի ալիքի երկարությունների տարբերությունն է)։ Ցանցի հավասարումից որոշելով δλ-ն, լուծունակության համար կստանանք

առնչությունը։ Այստեղից երևում է․ որ լուծունակությունը որոշվում է ցանցի ընդհանուր Nd լայնությամբ։

Կիրառությունները[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Գոգավոր դիֆրակցիոն ցանցն ունի կիզակետող հատկություն և կիրառելի է հիմնականում ուլտրամանուշակագույն տիրույթում։ Դիֆրակցիոն ցանցը կիրառվում է սպեկտրային մի շարք սարքերում, ինչպես նաև օպտիկական քվանտային գեներատորի ռեզոնատորում՝ գեներացման գծերի նեղացման ն տեղաշարժման համար։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  1. Lee David W. (2007)։ Nature's Palette: The Science of Plant Color։ University of Chicago Press։ էջեր 255–6։ ISBN 978-0-226-47105-1 
  2. doi:10.1111/nph.13066
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  3. AK Yetisen, H Butt, F da Cruz Vasconcellos, Y Montelongo, CAB Davidson, J Blyth, JB Carmody, S Vignolini, U Steiner, JJ Baumberg, TD Wilkinson and CR Lowe (2013)։ «Light-Directed Writing of Chemically Tunable Narrow-Band Holographic Sensors»։ Advanced Optical Materials 2 (3): 250։ doi:10.1002/adom.201300375 
  4. Baskin R.J., Roos K.P., Yeh Y. (October 1979)։ «Light diffraction study of single skeletal muscle fibers»։ Biophys. J. 28 (1): 45–64։ Bibcode:1979BpJ....28...45B։ PMC 1328609։ PMID 318066։ doi:10.1016/S0006-3495(79)85158-9 
  5. doi:10.1242/jeb.098673
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  6. See:
  7. doi:10.1021/cr970080y
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand
  8. doi:10.1088/0034-4885/71/7/076401
    This citation will be automatically completed in the next few minutes. You can jump the queue or expand by hand

Գրականություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  • Գրկ․ Լանդսբեբգ Գ․ Ս․, Օպտիկա, Ե․, 1973 (Ֆիզիկայի ընդհանուր դասընթաց, հ․ 3)։
  • Сойер Р․, Экспериментальная спектроскопия, пер․ с англ․, М․, 1953;
  • Борн М․, Вольф Э․, Основы оптики, пер․ с англ․, М․, 1970․
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանի «Դիֆրակցիոն ցանց» հոդվածից (հ․ 3, էջ 420 )։ CC-BY-SA-icon-80x15.png