Основна формула дифракційної решітки

Одними з відомих ефектів, які підтверджують хвильову природу світла, є дифракція і інтерференція. Головна область їх застосування – спектроскопія, в якій для аналізу спектрального складу електромагнітного випромінювання використовують дифракційні решітки. Формула, яка описує положення головних максимумів, що даються цієї ґратами, розглядається в даній статті.

У чому полягають явища дифракції та інтерференції?

Перш ніж розглядати виведення формули дифракційної решітки, слід познайомитися з явищами, завдяки яким це решітка виявляється корисною, тобто з дифракцією і інтерференцією.

Дифракція – це процес зміни руху хвильового фронту, коли на своєму шляху він зустрічає непрозоре перешкоду, розміри якого порівнянні з довжиною хвилі. Наприклад, якщо через маленький отвір пропустити сонячне світло, то на стіні можна спостерігати не маленьку світну точку (що повинно було статися, якби світло поширювалося по прямій лінії), а світне пляма деяких розмірів. Цей факт свідчить про хвильової природи світла.

Інтерференція – ще одне явище, яке характерне виключно для хвиль. Його суть полягає в накладення хвиль один на одного. Якщо хвильові коливання від кількох джерел узгоджені (є когерентними), тоді можна спостерігати стійку картину з чергуються світлих і темних областей на екрані. Мінімуми на такій картині пояснюються приходом хвиль в дану точку в протифазі (pi і -pi), а максимуми є результатом попадання в розглянуту точку хвиль в одній фазі (pi та pi).

Обидва описаних явища вперше пояснив англієць Томас Юнг, коли дослідив дифракцію монохроматичного світла на двох тонких щілинах в 1801 році.

Дивіться також:  Тонопласт — це... Визначення, характеристика, функції