Жұмыстың мақсаты



жүктеу/скачать 70,46 Kb.
бет2/2
Дата07.02.2022
өлшемі70,46 Kb.
#97293
1   2
Байланысты:
72 лабка физ Карсаков Аслан ТЭ-19-1
Лекция 2 Жазуга уйрету на 31 марта
Түсі

у, мм

k

X1, см

X2, см



X=
см

λ ,нм


,нм

Δλ,нм



150

1

1,1

1,3

1,4

930

672

0,706

2

1,8

1,9

1,8

590

200

1

1,3

1,35

1,32

660

2

2,8

2,7

2,7

675

300

1

1,9

1,5

1,7

560

2

3,7

3,85

3,7

617



150

1

0,7

0,8

0,7

460

524

0,209

2

1,4

1,6

1,5

490

200

1

1

1,2

1,1

550

2

2,2

2,3

2,2

550

300

1

1,6

1,6

1,6

530

2

3,3

3,6

3,4

566



150

1

0,8

0,7

0,7

460

440

0,482

2

1,6

1,4

1,5

490

200

1

0,9

0,7

0,8

400

2

1,9

1,5

1,7

425

300

1

1,4

1,3

1,3

433

2

2,7

2,6

2,6

433


Бақылау сұрақтары:
1.Дифракция құбылысы дегеніміз не? Оған қалай көз жеткізуге болады?
Дифракция деп жолында кездесетін кедергіде толқынның айналуы, нақтырақ айтканда, геометриялық оптика заңынан кедергі маңында таралған толқынның кезкелген ауытқуы. Дифракция құбылысы Гюйгенс принципі көмегімен түсіндіріледі, ол толқын жететін әрбір нүкте екінші ретті толқындардың центрі болып табылады, ал бұл толқындарды айналушы уақыттың келесі моментінде толқындық фронт қалыпына келеді дейді (1-сурет).
2.Гюйгенс-Френель принципі қандай?
Гюйгенс-Френель принципі
Дифракция деп, жарықтың түзу сызықты тараудан ауытқу құбылысын айтамыз. Дифракция құбылысы тек жарықта ғана емес, басқа да толқындық процестерге тән құбылыс. Дифракция құбылысы Гюйгенс принципі бойынша түсіндіріледі – жарықтың тек таралу бағытын анықтауға болады. Френель Гюйгенс принципін қайталама толқындардың когеренттілігі және олардың интерференциясымен толықтырды. Гюйгенс-Френель принципі бойынша толқындық беттің алдыңғы жағындағы әр нүктедегі тербелістерді табу үшін, сол нүктеге толқындық беттің барлық элементтерінен келген тербелістерді тауып, олардың амплитудалары мен фазаларын ескере отырып, оларды өзара графиктік тәсілмен қосу керек.


Френель зоналары 
Кез келген М нүктесіндегі жарық толқынның амплитудасын қарастырайық, бір ортадан S көзінен таралған. Гюйгенс-Френель принципі бойынша толқындық бетті бірнеше дөңгелек зоналарға бөлеміз.
Ол үшін Ф бетке бірнеше сфера сызамыз, сонда көршілес сфералар радиустарының бір-бірінен айырмасы жарты толқын ұзындығына тең, яғни  ге тең болады (1.6-сурет). Онда 1,2,…m зоналардың тербеліс амплитудасын  қылы белгілейік  , сонында қорытқы тербеліс амплитудасы мынаған тең болады: 
Зонаның нөмірі артқанда тербеліс амплитудасы кемиді, сонда  ші зоналардан келген толқындар қоздырған тербелістердің  амплитудасы, оған көршілес зоналардан келген толқындар қоздырған тербелістердің амплитудаларының қосындысының жартысына тең:



(1.13)

Онда М нүктесіндегі қорытқы амплитуда мынаған тең болады:






Барлық Френель зоналардың аудандары  тең, мұндағы a-қиық ұзындығы,  Ф сфераның радиусы, b-  қиық ұзындығы.
m-ші Френель зонасының сыртқы радиусы  .
Осындай жолмен бір ортада жарықтың түзусызықты таралуын Гюйгенс-Френель принципі түсіндіреді.
3.Бір саңылаудағы дифракцияны түсіндір.
Жарықтың кішкене дөңгелек саңылаудан өткенде диф­ракцияға ұшырауы
Мысалы, S нүктелік жарық көзінен таралатын мо­но­хро­мат­ты сфералық толқынды қарастырайық. Оның жолында дөң­ге­лек саңылауы бар экран орналасқан (3.6 сурет).
Дифракциялық кескін S саңылауының центрінен өтетін тү­зудің бойында жатқан B нүктесінде бақыланады. Экран са­ңы­лаудан b қашықтықта орналасқан және оған паралель. Диф­ракциялық кескіннің түрі саңылау жазықтығындағы тол­қындық беттің ашық бөліктеріне сыйған Френель зо­на­ла­ры­ның санына тәуелді. B нүктесіндегі әсер ететін Френель зо­на­лар сандарының жұп немесе тақ болуы саңылау өлшемі мен тол­қынның  ұзындығына байланысты.

3.6-сурет
B нүктесінде барлық зоналар қоздырған қорытқы ампли­ту­дасы
A=A1/2 Am/2 , (1)
Мұн­дағы қосу таңбасы тақ m-ге , ал алу – жұп m- ге сәйкес.
(1) және Am=(Am-1+Am+1)/2  ескерілді
Егер саңылаудың ауданына сыйған Френель зоналардың са­ны тақ болса, B нүктесінде максимум, ал егер жұп болса, ми­ни­мум бақыланады. Тесікке бір ғана зона сиятын болса, онда B нүк­тедеинтенсивтілік максималь болады. Шынында, берілген жағ­дайда қорытқы тербелістің амплитудасы A=A1, яғни са­ңы­лау­лы мөлдір емес экран болмаған жағдайдан 2 есе артық. Егер тесікке екі зона ғана сыйса, онда B нүктедегі интенсивтілік  өте әлсіз болады.
Экранның осьтен тыс бөліктерінде қорытқы тер­бе­ліс­тер­дің амплитудасын есептеу күрделірек (сәйкес Френель зо­на­ла­ры мөлдір емес экранмен бөліктеп жабылады). Бірақ диф­рак­ция­ға ұшырайтынсаңылаудың симметриясына байланысты B нүк­тесіндегі дифракциялық кескін жарық және қара центрлес са­қиналар жүйесінің түрі ретінде бақыланады және де m жұп болған кезде центрде қара, ал m тақ болған кезде жарық са­қина болады. B нүктеден қашықтаған сайын макси­мум­дар­дың интенсивтілігі кемиді. Саңылау монохроматикалық емес ақ сәулемен жарықталатын болса сақиналар боялады.
Саңылауға сиятын Френельдің зоналар саны саңылаудың диа­метріне байланысты. Саңылаудың диаметрі үлкен болғанда Am<1/2 және толық ашық толқындық шептегідей қо­ры­тын­ды тербелістің амплитудасы A=A1/2-ге тең болады. Берілген жағ­дайда дифракция бақыланбайды, жарық саңылау жоқ кез­де­гідей түзу сызықты таралады.

4.Дифракциялық тор, оны пайдалану жолдары.


Бірдей дифракциялық элементтердің бір-бірінен бірдей қашықтықтарда орналасқан жиынтығы дифракциялық торды құрайды. Біз дифракциялық элементтері ені а мөлдір емес аралықтармен бөлінген ені b параллель саңылаулар болатын дифракциялық торды қарастырамыз. а+ b=dшамасын тордың периоды немесе тұрақтысы деп атайды. N саңылаудан тұратын осындай торға жазық монохроматты толқын нормаль түсетін болсын.

Барлық N саңылау жататын жазықтыққа нормальмен j бұрыш жасайтын бағытта таралатын жарық интенсивтігін табу керек (3-сурет).


Екі саңылаудағы дифракциямен ұқсастығы бойынша, Nсаңылаудың әрқайсысынан алынатын дифракциялық сурет (3.33-суретте көрсетілген графикпен бейнеленетін) қалқадағы бір орынға келетіндігін атап өтеміз. Сондықтан, егер әртүрлі саңылаулардан бақылау нүктесіне келетін элементар толқындар когерентті болмаса, онда Nсаңылаудан алынатын қорытқы дифракциялық суреттің бір саңылау жасайтын дифракциялық суреттен бір-ақ айырмашылығы болар еді-барлық интенсивтіктер N есе өсер еді. Бірақта саңылаулардан шығатын толқындар когерентті болады, сондықтан бұлардың араларындағы интерференцияны ескеру керек болады.
3-суреттен екі көрші саңылаудың сәулелері арасындағы D жол айырымы мынаған тең болатындығы көрінеді
(1)
Көп жарық шоқтарының көп саны интерференцияланғанда жол айырымы  , мұндағы m=0, 1, 2,… болған жағдайда интенсивтіктері бірдей максимумдар қатары пайда болады. (1) қатынасынан
(2)
шартын қанағаттандыратын j бұрышы мәндері жағдайында максимумдар қатары пайда болады.

5.Қатты заттың кристалдық торындағы дифракция, Вульф-Брэггтер өрнегі.

Қатты заттың кристалдық торындағы дифракция Вульф-Брэггтер өрнегі.
2 d sin = n мұндағы:
n - шағылу ретi, n=1, 2, 3, ... ;
d - жазықтықтар арасындағы арақашықтық;
 - жазықтықтардың берілген жүйесінен рентген сәулелердiң шағылу бұрышы;
 - рентген сәулеленудiң толқын ұзындығы.
Вульф-Брэггтердiң теңдеуi рентген сәулеленудiң дифракциясының геометриялық жағдайларын суреттейдi, өйткенi атомдық жазықтардың шағылу параметрлерiн және рентген сәулеленудiң түсу бұрышын (шағылу) өзара байланыстырады.
Кристалдардағы рентген сәулелерінің дифракциясы.
5.Кристалл қырлардың рентген сәулелерінің «шағылуына» алып келетін дифракция құбылысы қарапайым және өте көркем болады, оны 1912 жылы

бір біріне тәуелсіз ағылшын ғалымы В.Л.Брэгг және ірі орыс кристаллографы Г.В.Вульф (1863-1925) тұжырымдады. Осы негізгі формуланы қорытындысын қарастырайық. Брегг – Вульф теңдеуін қорытындылау Кристалдардағы рентген сәулелерінің дифракциясы. Интерференция заңына сәйкес, егер шоғыр сәулесінің S1 жолының айырымы (толқын ұзындығының толық санына тең болады: ∆=nλ , мұндағы n – шағылу реті, ол 1,2,3, ... ке тең.


pB = ABsinθ = dsinθ Сондықтан: ∆= nλ = 2dsinθ,
− ауытқыған сәулелердің жолының айырымы, n – шағылу реті, λ – рентген
сәулелерінің толқын ұзындығы, d – жазықтық аралық арақашықтық, θ – толқын
ұзындығы берілгентор жүйесінен «ауытқитын» бұрыш. Құлау бұрышына немесе
шағылу бұрыштарына қатысты θ 900 –қа дейін болады.
Шағылудың түрлі реті үшін Брэгг-Вульф формуласын жазайық:
λ = 2dsinθ1 – бірінші рет,
2λ = 2dsinθ2 – екінші рет
3λ = 2dsinθ3 –үшінші рет және т.б.
Шығарылған формула немесе Брэгг – Вульф формуласы бүкіл рентгенқұрылымдық
анализдің негізінде жатыр. Мысалы, λ (сипаттамалық сәулелену) белгілі болғанда
және θ тәжірибелік табылған бұрыштардан мына теңдік анықталады:


жүктеу/скачать 70,46 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2



©www.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет