Борн М.,Вольф Э. - Основы оптики (1070649), страница 101
Текст из файла (страница 101)
у него каждая ступенька покрывается высоко отражающим металлическим слоем и спектры паолюдаются в отраженном светщ разрешжощая сила отражательного эшелона превосходит разрешающую силу пропускающего эшелона таких же размеров в 3 — 4 раза, так как каждая ступеныса вносит запаздывание между соседними п) чкш:и иа величину 2( вместо (п — 1) >яв >>2. Так же, как и у эшели, у отражательного зц>елопа ра»рсшаюпгэ>~ сила может превышать ынллион. Другое п ран мьщество отражательного эшелона перед пропускающим состоит в том, что > го можно использовать в ультрафиоастовой области спектра, где стекло 1>епрозра пю. 8(айксльсоп отчетливо представлял препму>цества, которые имеет отражательный эше,кш перед пропускающим, но технические трудности лига прспятствовали изготовлению хороших приборов такого типа.
Только спуств почти тридцать лет эти трудности были успешно преодолены Биль- Л т л, ьк с> на, состояпгего из большого пыла а > д д з д л д п,шгтинок олииакозоп толщины. (ю 4д дг бд Поэтам> число ступснск в эшелонах практически не превышает 40, Наконец надо сделать несколько замечаний относительно пере. крыввния спектров, принадлежа- л-д л>ржж щих разным порядкам. Ограни- л чимся рассмотрением видимого Рис. в.23 п>Р>кгыкапи слез>роз Рювыз зоспектра, т. е. области длин волн от Рядков, колучеыпых с Рею .кой Л,= 0,4 мк до Л,= 0,75 лк. Мы видим, что спектр первого порядка не налагается на спектр второго порядка, так как спектр первого порядка занимает участок от Р:-Л>>>) до Р=Л,,>>(=- = 0,75 Л,>0,48 — 1,8Л>!д, тогда как спектр второго порядка пачипается при р = =-2Л,>пй Вместе с тем спектр второго порядка зашц>ает область от у = 2дгд до р.= 2Л>>д, а спектр третьего порядка начинается уже прн 2 1,8Л>>д, так что оба они частично покрьияк>тся.
При увеличении ш>рядка соседние спектры перекрываются все больше в болыпе (рнс. 8.23). Если линии с длинами волн Л и Л+ ЬЛ излагаются в дпух соседних порядках (т+ 1) и т, то (т+1)Л =т(Л+ бЛ), — = —. ЬЛ 1 (23) Таким образом, саобаднал область дисперсии обратно пропорциональна порядку слект а. ((' ерекрывание порядков в свое время применялось для сравнения длин волн в методе совпадений (см.
стр. 313). Псвднсс для этой цели начали пользоваться простой интерполяцией между клопами воли эталонных ливий, которые определялись иктерферометрически. В чаклю >ение подведем итог главным стли >ительным чертам решеток различных типов. Напомним, что, согласно (14), высокая разрешающая сила достигается либо с большим числом периодов и относительно малымн порядками, либо с умереш>ым числом периодов и высокимн порядками.
Обычно с гравированными ре>па>кэмп рабшают в очень низких порядках (т от 1 до 5), тогда как эшелоны используются в высоких порядках (там 20 000), В промежутках находятся эшслеты(тот 18 до 30) и этели(тиз 1000). Для практи вских целей следует помнитть что ую>оная дисперсия прямо пропорцнонаяьна порядку спектра и обрггно пропорциональна периоду, а свободная область дисперсии обратно пропорциональна порндку. [гл. 8 828 ЗЛЕМРЯТМ ТЕОРИИ ДИФРВКЦИИ я) Гпекшрографы с диг)>ракяионной решея>иой.
В спектрографах с дифракпиош ой решеткой Цветное изображение щелевого исто >ника воспроизводится в различных порядках, в которые решетка разлагает падающий снег. Простое устройства такого спсктрографя показано на рис. 8.24. Коллимированный све> от щелеаого исючннка 5, нзхо>чяпгегосн в фокальной плоскости линзы ), »адаег на отражатечьн>ю решетку 6. Изобраятен>тя 5, образованные днфрагнровавшпми лучамн, набшоджотся в фекальной плоскости Р' зрительной грубы 1' Литров»реял<>ж>гл более компактное автоколлимапионное )стройстно Рнс, 828 фокусировки в случив вогкутоя решетки (круг Роулвивв).
Рис. 8.2й. Дифрвкнио>юыл Рис. 8.28 Дифрвивиоиный свек- свик>рогрвф о решеткой. тро>рвф во схвио Литповв. (рнс. 8.28), работающее только с одной линзой. В ятом устройстве щель находится неносредствснно под пластпикои Р, а лииза расположена вблнш> ре>петки, которая может поворачвваться иа заданный угол относ>ггсльно падающего пучка. Для устранения потерь света, возникающих прн фокусировке ли>юой;и>- фрагнровавших лучей, Роуланд ввел н практику вогнутую Рг>иешя>.
В такой решетке штрихи гравнр)ются па ногнутои хорошо отражающсй поверхности металла, т. е, на поверхности вогнутого зеркала. Штрихи располагают гак, чтобы их проекдии на хорду зеркальной поверхности бьши зквнлнстаптны. Простая теорема геометрии определяет возможные взаимные положения щели и плоскости наблк>лепна относительно рс>петкн. Предположи», что Π— — средняя >очка поверхности решетки, я С вЂ” центр се кривизны, и опишем окружность Л' с Центром в >очке О на ОС и радиусом г — — ОΠ—.
ОС (рис. 8.26). Покамзсм тенер~, что свет, идущий от любой точки 5 олругкности К, отражается приблизнтелыю в точку Р, а дпфрагяронавшне лучи собираются н точках Р', Р",..., лежащих па пашей окружности, причем в каждую из них фокусируются днфрагировавтпис лучи анрслеленного порядка. Чтобы доказать зто, построим отраженный луч ОР, ссютветству>ощий падзн>щему лучу 5О. Если а = 5ОС вЂ” угол падения, то угол отраженна СОР также равен он н, кроме го>о, дуга 5С рняняегся дуге СР.
Рассмотрим теперь другой луч, выходящий пз 5 н падающий па решетку н точкс Р, Если диаметр окружности лостаточно велпл (обычно оп ранен по порядку величины 1 и), то, пе делая заметной ошибки, можно допустить, что Рл лежит на окружности К. Глс>ин>ителыю, так нак С' — центр кривизны решетка, то угол падения 5РС, а знл пп, и угол ограження снова равны и. Кроме того, дч а СР равняется дуге 5С, н позтому луч, отраженный в точке )т, также проходит через Р. Аналогичные рассуждекпя применимы и к дифрагировапшим лучам. Пусть 8 — угол, которьщ дпфрагнроваяшнй в О луч состав пе> с ОР. Соответствующий луч того же порядка, дифрагировавший в Р, состаьит такой же угол ())) с )»»Р. Таким образом, углы, образованные лучом, дифрагировавшим в 6, с 56 и лучоь», дифрагировавшим в )7, с 5Я, равны йа.т-)).
Следов!цельно, зтн два луча приходят в.точку Р', лежащую на окружности К. Итак, длл получения резких линий и(ело, реи»в!пну и ллоекоеош наблюдения (фотоерафичеек(ро пластинку) нужно располагать на окруленоети е диаметром, равным радиусу крпвизлы вамутой» реин тки. На атом принципе основано несколько схем разлячных установок дифракционных решеток. Сам Роулацд использовал установку, схематически показан- рв р, ее Ркс. 828 С:оиа г!оо»»колла оог»у»ок решетки Рис. 827 Сломе Роу лооао Еея во»ну»оп решетки. ную на рис.
8.27. Решетка 6 п кассета Рс пластинкой укрепляются на противо- положных концах подвижною стержня, длина которого равна радиусу кри- визны решетки. Обз конца стор»кня свободно перемещаются вдоль пеподвйзгных направляющих, располо»конных под прямьа! углом друг к другу.!Цель 5 уста- навливается непосредственно над нх пересечением таким образом, ггс» свет, па- дшощий нормильно на щель, далее распространяется вдоль 56. Следовательно, щель располшастся на кру»е Роуланла с диаметром Р6 п порядок спектров, образующихся на пластинке, зависит от положения стержня.
Другое расположонис, показанное на рис. 8.28, позваокег устранить подвижные детали. Здесь роль круга Роуланда играет стальной рельс в виде кольца, ип котором непа.!нижни укреплены щель 5 и решетка 6. Вдоль кольца установлен ряд кассет Р,, р„р;, ..., что позволяет одновременно ф»у!ографи- ровать спектры разных порядков. Такая устанонка, назынасл»зн угошновгой Пашена, отличается, крове тога, и большой шгабпльностью, Схема, предложенная Иглам, напоминает по свосй компактности, уста- павку Лвтрова с плоской рсшст! ой. Шель мол!но располага»ь выше или ниже г!сн»ра кассеты с пластнккой (рис.
8.29) или даже сбоку кассеты, а сне» можно паправвть в нужном направленно небольшим зеркальцем, Для наблюдения различных участков спектра пластинку и решетку нужно одповрек:еппо поворачивать на один и го» жс угол, но в противо- Ш положпых направлениях, а расстояние ж жду ними следует изменять тзк, чтобы нл овсрхности всегда были касательны Рк,. 8.29.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
