51 szénatom a molekula nevében. A szénelemek jellemzői és kémiai tulajdonságai

Ha az A képernyő és az azt megvilágító fényforrás közé egy másik lyukkal ellátott B képernyő kerül, akkor az A képernyőn egy árnyékkal határolt fényfolt jelenik meg (319. ábra a és b). Az árnyék határa geometriailag megkereshető, feltételezve, hogy a fény egyenes vonalúan terjed, vagyis a fénysugarak egyenesek (lásd 319. ábra, a). A közelebbi megfigyelés azonban azt mutatja, hogy az árnyék széle nem éles; ez különösen észrevehető olyan esetekben, amikor a lyuk mérete nagyon kicsi a távolsághoz képest

Képernyő a lyukig

Ekkor az A képernyőn látható folt váltakozó világos és sötét gyűrűkből áll, amelyek fokozatosan egymásba fordulnak, és a geometriai árnyék területét is rögzítik (320. ábra, b). Ez jelzi a fényforrásból származó fény terjedésének nemlinearitását és a fénysugarak (hullámok) elhajlását a B lyuk szélein (320. ábra, a). A fény nemlineáris terjedésének akadály közelében leírt jelenségét (a fénysugarat akadály körül hajlítva) fényelhajlásnak, a képernyőn megjelenő képet pedig diffrakciónak nevezzük. Fehér fény használatakor a diffrakciós minta szivárványszínűvé válik.

Emlékezzünk vissza, hogy a diffrakció nemcsak a fényre jellemző, hanem általában minden hullámra (lásd 34. §).

A diffrakciót a képernyőn lévő lyukakon kívül a fényterjedés útjába helyezett átlátszatlan tárgyak (akadályok) is okozzák, csak az szükséges, hogy a tárgy mérete kicsi legyen a diffrakciós minta megfigyelésének helyétől való távolsághoz képest . ábrán. A 321. ábra tipikus diffrakciós minták fényképeit mutatja, amelyeket egy kerek a lyuk, egy téglalap alakú, b huzal hasítéka és egy csavar alkot.

Különös diffrakciós mintázatokat kapunk olyan esetekben, amikor a fény hullámhosszának nagyságrendjébe tartozó nagyon kicsi akadályok vannak a fény terjedésének útján. Hangsúlyozni kell azonban, hogy a meglehetősen közhiedelemmel ellentétben az akadály méretének összehasonlíthatósága a fény hullámhosszával nem szükséges feltétel diffrakció megfigyelésére.

Diffrakciós minták gyakran előfordulnak természeti viszonyok. Például a fényforrást körülvevő színes gyűrűket, amelyeket a ködön vagy a bepárásodott ablaküvegen keresztül figyelnek meg, az apró vízcseppek fényelhajlása okozza.

Diffrakció észleli hullám tulajdonságai könnyű és ezért a Huygens-Fresnel elv alapján magyarázható a következő módon. Hagyja, hogy egy forrásból származó fény az A képernyőre essen a B képernyő kerek nyílásán keresztül (322. ábra). A Huygens-Fresnel elv szerint a fényhullámfront szakasz minden pontja (kitöltő a lyukat) másodlagos fényforrás.

Ezek a források koherensek, így a belőlük kiinduló 1. és 2., 3. és 4. sugarak (hullámok) zavarják egymást. Attól függően, hogy mekkora különbség van a képernyőn lévő sugarak útjában, a megvilágítás maximumai és minimumai jelennek meg a pontokon. Így az A képernyőn világos területek jelennek meg a geometriai árnyék tartományában, és sötét területek jelennek meg ezen a területen kívül, létrehozva a korábban leírt (gyűrű alakú) diffrakciós mintát.

A fény diffrakciója határozza meg a felbontást optikai műszerek, azaz ezeknek az eszközöknek az a képessége, hogy egy tárgy kis, egymáshoz közel elhelyezkedő részeiről (pontjairól) külön képeket készítsenek. Minden optikai eszköz lencséjének bemeneti nyílással kell rendelkeznie. A fény diffrakciója a lencse bemeneti nyílásánál elkerülhetetlenül oda vezet, hogy a megfigyelt objektum egyes pontjainak (önvilágító vagy megvilágított) képei már nem pontok, hanem sötét és világos gyűrűkkel határolt fénykorongok. Ha egy vizsgált tárgy pontjai (részletei) közel vannak egymáshoz, akkor diffrakciós képeik (a lencse fókuszsíkjában) többé-kevésbé átfedhetik egymást (323. ábra, a).

Egy objektum két közeli 1. és 2. pontja még külön-külön is látható, ha a diffrakciós képeik fénykorongjai legfeljebb a korong sugarával fedik egymást (323. ábra, b). Ha a korongok egy sugárnál nagyobb mértékben fedik egymást (323. ábra, c), akkor a pontok külön látása lehetetlenné válik; a készülék már nem választja el, vagy ahogy mondani szokás, nem oldja meg az ilyen pontokat.

Azt a legkisebb távolságot, amelynél az objektum két pontja külön-külön még látható, feloldható távolságnak nevezzük. Egy optikai eszköz felbontását általában a feloldott távolság reciprokával mérik.

A számítások azt mutatják, hogy mikroszkóp esetén a feloldható távolságot a képlet fejezi ki

ahol X a fény hullámhossza, a tárgy és a lencse között elhelyezkedő közeg törésmutatója, valamint a rekeszszög, vagyis az a szög, amelyet a lencsébe jutó fénysugár külső sugarai alkotnak (324. ábra). A szorzatot numerikus rekesznek nevezik.

Még egy ideális (hibák és aberrációk nélküli) optikai rendszer használatával sem lehet stigmatikus képet kapni egy pontforrásról, ami a fény hullámtermészetével magyarázható. A monokromatikus fényben lévő bármely világítópont képe diffrakciós mintázat, vagyis a pontforrás központi fényes foltként jelenik meg, amelyet váltakozó sötét és világos gyűrűk vesznek körül.

Alapján Rayleigh-kritérium, két közeli egyforma kép pontforrások vagy két közeli, azonos intenzitású és azonos szimmetrikus körvonalú spektrumvonal feloldható (észlelés céljából elválasztva), ha az egyik forrásból (vonalból) származó diffrakciós mintázat középső maximuma egybeesik a másikból származó diffrakciós mintázat első minimumával (265. ábra, a). ). Ha a Rayleigh-kritérium teljesül, a maximumok közötti „merülés” intenzitása a maximum intenzitás 80%-a, ami elegendő a  1 és  2 vonalak feloldásához. Ha a Rayleigh-kritérium megsérül, akkor egy vonal figyelhető meg (265. ábra, b).

1. Az objektív felbontása. Ha két távoli pontforrás fénye esik a lencsére S 1 és S 2 (például csillagok) bizonyos szögtávolsággal , majd a lencsét korlátozó membrán szélein a fényhullámok diffrakciója miatt annak fókuszsíkjában két pont helyett maximumok figyelhetők meg, amelyeket váltakozó sötét és világos gyűrűk vesznek körül (266. ábra). hogy a lencsében monokromatikus fényben megfigyelt két közeli csillag feloldható , ha a köztük lévő szögtávolság

ahol  a fény hullámhossza, D- lencse átmérője.

Az objektív felbontóképessége (felbontóképessége). mennyiségnek nevezzük

Ahol  - két olyan pont közötti legkisebb szögtávolság, amelynél optikai eszköz még feloldja őket.

A Rayleigh-kritérium szerint két azonos pont képei akkor oldhatók fel, ha az egyik pont diffrakciós mintázatának középső maximuma egybeesik a másik pont diffrakciós mintájának első minimumával (266. ábra). Az ábrából az következik, hogy a Rayleigh-kritérium teljesülésekor a szögtávolság  pontok között egyenlőnek kell lennie , azaz figyelembe véve (183.1)

Ezért az objektív felbontása

azaz az átmérőjétől és a fény hullámhosszától függ.

A (183.2) képletből egyértelműen kiderül, hogy az optikai műszerek felbontásának növeléséhez vagy a lencse átmérőjének növelésére, vagy a hullámhossz csökkentésére van szükség. Ezért egy tárgy finomabb részleteinek megfigyeléséhez ultraibolya sugárzást használnak, és az így kapott képet ebben az esetben fluoreszcens képernyőn megfigyelhető vagy fényképező lemezre rögzített. Röntgensugárzással még nagyobb felbontás érhető el, de nagy a behatoló ereje, és törés nélkül halad át az anyagon; ezért ebben az esetben lehetetlen fénytörő lencséket létrehozni. Az elektronáramlások (bizonyos energiák mellett) megközelítőleg ugyanolyan hullámhosszúak, mint röntgensugárzás. Ezért elektron mikroszkóp nagyon nagy felbontású.

A spektrális eszköz felbontása dimenzió nélküli mennyiség

Ahol  - abszolút érték két szomszédos spektrumvonal hullámhosszának minimális különbsége, amelyeknél ezeket a vonalakat külön-külön rögzítik.

2. A diffrakciós rács felbontása. Hagyja a maximumot T- a  2 hullámhosszúság harmadrendjét szögben figyeljük meg , azaz a (180.3) szerint, d bűn =m 2 . Amikor a maximumról a szomszédos minimumra lép, az útkülönbség a következőre változik /N(lásd (180.4)), ahol N- rácsrések száma. Ezért a szögben megfigyelt minimum  1  min , megfelel a feltételnek d bűn  min = m 1 + 1 /N. A Rayleigh-kritérium szerint  = min , azaz m 2 =m 1 + 1 /N vagy  2 / ( 2 –  1)=mN. Az  1 és  2 adó közel van egymáshoz, azaz  2 – 1 =  majd a (183.3) szerint

Így egy diffrakciós rács felbontása arányos a sorrenddel m spektrum és szám N rések, azaz mikor adott szám a hézagok megnövekednek, amikor költözik nagy értékek rendelés m interferencia. Modern diffrakciós rácsok meglehetősen nagy felbontásúak (akár 210 5).

Fény szórása

Mint már említettük, a háromszög alakú prizmán áthaladó fény megtörik, és a prizmát elhagyva eltér eredeti irányától a prizma alapja felé. A nyaláb eltérítésének mértéke a prizma anyagának törésmutatójától függ, a törésmutató pedig – mint a kísérletek mutatják – a fény frekvenciájától függ. Egy anyag törésmutatójának a fény frekvenciától (hullámhosszától) való függését ún diszperzió. Nagyon könnyen megfigyelhető a diszperzió jelensége, amikor fehér fényt engedünk át prizmán (102. ábra). A prizma elhagyásakor fehér fény hét színre bomlik: piros, narancs, sárga, zöld, kék, indigó, ibolya. A vörös fény tér el a legkevésbé, az ibolya a leginkább. Ez azt sugallja, hogy az üveg lila fényre készült legmagasabb mutatója fénytörés, a vörösnél pedig a legkisebb. Light with különböző hosszúságú a hullámok olyan közegben terjednek különböző sebességgel: lila a legkisebbel, piros a legnagyobbal, mivel n= c/v ,

A fény átlátszó prizmán való áthaladásának eredményeként a monokromatikusok rendezett elrendezése elektromágneses hullámok optikai tartomány - hatótávolság.

Minden spektrum spektrumokra van osztva kibocsátásokés spektrumokat abszorpció. Az emissziós spektrumot világító testek hozzák létre. Ha hideg, nem kibocsátó gázt helyezünk a prizmára eső sugarak útjába, akkor sötét vonalak jelennek meg a forrás folytonos spektrumának hátterében.

Ebben az esetben megkapjuk a gáz abszorpciós spektrumát. német fizikus G. Kirchhoff (1824-1887) felfedezte azt a törvényt, amely szerint a forró állapotban lévő testek által kibocsátott fény spektrális összetételét hideg állapotban abszorbeálják (atomok). ennek az elemnek elnyelik a magas hőmérsékleten kibocsátott hullámhosszakat).

Az emissziós spektrumok fel vannak osztva tömör, béleltÉs csíkos. Folyamatos spektrumot állítanak elő a forró szilárd anyagok és folyékony testek. A vonalspektrum meghatározott spektrális vonalak gyűjteménye (fekete háttéren). Ezt a spektrumot atomi állapotú gerjesztett gázok állítják elő. Egy adott adott izolált atomjai kémiai elem szigorúan meghatározott hullámhosszokat bocsátanak ki. A sávos spektrum egyedi spektrális sávokból áll, amelyeket sötét terek választanak el. nem úgy mint vonalspektrumok a csíkos spektrumot nem atomok, hanem molekulák hozzák létre, kötetlen vagy gyengén kötött barát egy baráttal.

A FÉNYSZÓRÁS ELEKTRONIKAI ELMÉLETE

A makroszkopikusból elektromágneses elmélet Maxwell ebből következik abszolút mutató közepes fénytörés

ahol  a közeg dielektromos állandója,  - mágneses permeabilitás. A spektrum optikai tartományában minden anyag esetében  1 tehát

A (186.1) képletből kiderül néhány ellentmondás a kísérlettel: a mennyiség n, mivel egy változó, ugyanakkor egyenlő marad egy bizonyos állandóval . Ezen kívül az értékek n, amely ebből a kifejezésből származik, nem értek egyet kísérleti értékek. A fény szórásának Maxwell elektromágneses elmélete szempontjából történő magyarázatának nehézségeit Lorentz elektronikai elmélete kiküszöböli. Lorentz elméletében a fényszóródást az elektromágneses hullámok és az anyag részét képező töltött részecskék kölcsönhatásának eredményeként tekintik, és kényszerrezgéseket hajtanak végre a hullám váltakozó elektromágneses mezőjében.

Alkalmazható elektronelmélet fényszórás egy homogén dielektrikumra, formálisan feltételezve, hogy a fényszórás a függőség következménye  frekvenciától  fényhullámok. Egy anyag dielektromos állandója definíció szerint (lásd (88.6) és (88.2)) egyenlő

Ahol { - a közeg dielektromos érzékenysége,  0 - elektromos állandó, R - pillanatnyi polarizációs érték. Ennélfogva,

(186.2)

azok. attól függ R. Ebben az esetben elsődleges fontosságú az elektronikus polarizáció, azaz. az elektronok kényszerrezgései a hullámtér elektromos komponensének hatására, mivel a molekulák orientációs polarizációjához a fényhullámban a rezgések gyakorisága nagyon magas (  10 15 Hz).

Első közelítésként feltételezhetjük, hogy a kényszerrezgéseket csak az atommaghoz leggyengébb módon kapcsolódó külső elektronok hajtják végre. optikai elektronok. Az egyszerűség kedvéért csak egy optikai elektron rezgéseit vesszük figyelembe. indukált dipólmomentum kényszerrezgéseket végző elektron egyenlő p=ex, Ahol e- elektron töltés, X - elektronelmozdulás a hatás alatt elektromos mező gyenge hullám. Ha egy dielektrikumban az atomok koncentrációja egyenlő n 0, majd a pillanatnyi polarizáció értéke

A (186,2) és (186,3) értékekből kapjuk

(186.4)

Következésképpen a feladat az elmozdulás meghatározása x elektron hatása alatt külső mező E. A fényhullám mezőjét a  frekvencia függvényének fogjuk tekinteni, azaz egy harmonikus törvény szerint változik: E = E 0cos t.

Az egyenlet kényszerített kilengések elektron (lásd §147) a legegyszerűbb esetben (anélkül, hogy figyelembe vennénk a beeső hullám energiájának abszorpcióját meghatározó ellenállási erőt)

Ahol T, - súly én- th díj.

A (186,8) és (186,9) kifejezésekből az következik, hogy a törésmutató n frekvenciától függ  külső mező, vagyis a kapott függőségek valójában a fényszóródás jelenségét igazolják, igaz, a fenti feltételezések szerint, amit a jövőben ki kell küszöbölni. A (186,8) és (186,9) kifejezésekből az következik, hogy a régióban től  = 0 to  =  0 n 2 több mint egyés növekszik a növekedéssel  (normál szórás); nál nél  =  0 n 2 = ±; tól származó területen  =  0-tól  = n 2 kisebb, mint egy, és –-ről 1-re növekszik (normál szórás). Költözés innen n 2 k n, azt találjuk, hogy a függőségi gráf n tól től  ábrán látható formája van. 270. Ez a viselkedés n Bezárás  0 - annak a feltételezésnek az eredménye, hogy az elektronoszcillációk során nincsenek ellenállási erők. Ha ezt a körülményt figyelembe vesszük, akkor a függvény grafikonja n( ) közelében  A 0-t a szaggatott vonal adja AB. Vidék AB - rendellenes diszperziós terület ( n csökken, ahogy nő  ), a függőség egyéb részei n tól től  írja le a normál diszperziót ( n növekedésével növekszik  ).

orosz fizikus D. S. Rozhdestvensky (1876-1940) végezte el a klasszikus munkát a nátriumgőzben való rendellenes diszperzió tanulmányozására. Az interferencia módszert nagyon pontos mérés gőzök törésmutatója és kísérletileg kimutatta, hogy a (186.9) képlet helyesen jellemzi a függést n tól től  , és annak figyelembevételével módosítást is bevezetett kvantumtulajdonságok fény és atomok.

Még egy ideális (hibák és aberrációk nélküli) optikai rendszer használatával sem lehet stigmatikus képet kapni egy pontforrásról, ami a fény hullámtermészetével magyarázható. A monokromatikus fényben lévő bármely világítópont képe diffrakciós mintázat, vagyis a pontforrás központi fényes foltként jelenik meg, amelyet váltakozó sötét és világos gyűrűk vesznek körül.

Alapján Rayleigh-kritérium, két közeli azonos pontforrás vagy két közeli, azonos intenzitású és azonos szimmetrikus körvonalú spektrumvonal képe feloldható (észlelés céljából elválasztva), ha az egyik forrásból (vonalból) származó diffrakciós mintázat középső maximuma egybeesik a diffrakciós mintázat első minimumával. a másik (265. kép, a ). Ha a Rayleigh-kritérium teljesül, a maximumok közötti „merülés” intenzitása a maximum intenzitás 80%-a, ami elegendő a  1 és  2 vonalak feloldásához. Ha a Rayleigh-kritérium sérül, akkor egy vonalat figyelünk meg (265. ábra, b).

1. Az objektív felbontása. Ha két távoli pontforrás fénye esik a lencsére S 1 És S 2 (például csillagok) bizonyos d szögtávolsággal, akkor a lencsét korlátozó rekesz szélein a fényhullámok diffrakciója miatt a fókuszsíkjában két pont helyett maximumok figyelhetők meg, váltakozó sötétséggel körülvéve. és fénygyűrűk (266. ábra).

Bizonyítható, hogy a lencsén keresztül monokromatikus fényben megfigyelt két közeli csillag feloldható, ha a köztük lévő szögtávolság

>=l,22/D, (183,1)

ahol én vagyok a fény hullámhossza, D- lencse átmérője.

Az objektív felbontóképessége (felbontóképessége). mennyiségnek nevezzük

ahol d az a legkisebb szögtávolság két olyan pont között, amelyeknél a pontokat egy optikai eszköz még feloldja.

A Rayleigh-kritérium szerint két azonos pont képei akkor oldhatók fel, ha egy pont diffrakciós mintázatának középső maximuma egybeesik a diffrakciós minta első minimumával.

sár a másiknak (266. kép). Az ábrából az következik, hogy ha a Rayleigh-kritérium teljesül, a d pontok közötti szögtávolságnak egyenlőnek kell lennie -vel, azaz figyelembe véve (183.1)

d==1,22/D.

Ezért az objektív felbontása

R=1/d=D/(l,22), (183,2)

azaz a fény átmérőjétől és hullámhosszától függ.

A (183.2) képletből egyértelműen kiderül, hogy az optikai műszerek felbontásának növeléséhez vagy a lencse átmérőjének növelésére, vagy a hullámhossz csökkentésére van szükség. Ezért egy objektum finomabb részleteinek megfigyelésére használják ultraibolya sugárzás, és a kapott képet ebben az esetben fluoreszcens képernyő segítségével figyeljük meg, vagy fényképes lemezre rögzítjük. Röntgensugárzással még nagyobb felbontás érhető el, de nagy a behatoló ereje, és törés nélkül halad át az anyagon; ezért ebben az esetben lehetetlen fénytörő lencséket létrehozni. Az elektronáramok (bizonyos energiák mellett) megközelítőleg ugyanolyan hullámhosszúak, mint a röntgensugarak. Ezért az elektronmikroszkóp nagyon nagy felbontású (lásd 169. §).

A spektrális eszköz felbontása dimenzió nélküli mennyiségnek nevezzük

R=  / ( L), (183.3)

ahol  a két szomszédos spektrumvonal hullámhossza közötti minimális különbség abszolút értéke, amelynél ezeket a vonalakat külön-külön rögzítik.

2. A diffrakciós rács felbontása. Figyeljük meg a  2 hullámhossz m-edik rendjének maximumát  szögnél, azaz a (180.3) szerint, d sin=m 2 . Amikor egy maximumról egy szomszédos minimumra haladunk, az útkülönbség -vel változik /N(lásd (180.4)), ahol N- rácsrések száma. Ezért a minimum  1 ,  min szögben figyelve kielégíti a feltételt d sin min = m 1 + 1 /N. A Rayleigh-kritérium szerint = t min, azaz. m 2=m 1 +  1 /N, vagy  2 /( 2 - 1)= mN. Mivel  1 és  2 közel vannak egymáshoz, azaz.  2 - 1 =, akkor a (183.3) szerint,

R diff. resh = mN.

Így egy diffrakciós rács felbontása arányos a sorrenddel T spektrum és szám N rések, azaz adott számú rés esetén a magasabb rendű spektrumok felé haladva növekszik. A modern diffrakciós rácsok meglehetősen nagy felbontásúak (akár 2 10 5).

Még egy ideális (hibák és aberrációk nélküli) optikai rendszer használatával sem lehet stigmatikus képet kapni egy pontforrásról, ami a fény hullámtermészetével magyarázható. A monokromatikus fényben lévő bármely világítópont képe diffrakciós mintázat, vagyis a pontforrás központi fényes foltként jelenik meg, amelyet váltakozó sötét és világos gyűrűk vesznek körül.

Alapján Rayleigh-kritérium, két közeli azonos pontforrás vagy két közeli, azonos intenzitású és azonos szimmetrikus körvonalú spektrumvonal képe feloldható (észlelés céljából elválasztva), ha az egyik forrásból (vonalból) származó diffrakciós mintázat középső maximuma egybeesik a diffrakciós mintázat első minimumával. a másik (265. kép, a ). Ha a Rayleigh-kritérium teljesül, a maximumok közötti „merülés” intenzitása a maximum intenzitás 80%-a, ami elegendő az l 1 és l 2 vonalak feloldásához. Ha a Rayleigh-kritérium megsérül, akkor egy vonal figyelhető meg (265. ábra, b).

1. Az objektív felbontása. Ha két távoli pontforrás fénye esik a lencsére S 1 és S 2 (például csillagok) bizonyos szögtávolsággal dy, majd a lencsét korlátozó membrán szélein a fényhullámok diffrakciója miatt annak fókuszsíkjában két pont helyett maximumok figyelhetők meg, amelyeket váltakozó sötét és világos gyűrűk vesznek körül (266. ábra). Bizonyítható, hogy a lencsén keresztül monokromatikus fényben megfigyelt két közeli csillag feloldható, ha a köztük lévő szögtávolság

ahol l a fény hullámhossza, D- lencse átmérője.

Az objektív felbontóképessége (felbontóképessége). mennyiségnek nevezzük

Ahol dy- két olyan pont közötti legkisebb szögtávolság, amelynél optikai eszköz még feloldja őket.

A Rayleigh-kritérium szerint két azonos pont képei akkor oldhatók fel, ha az egyik pont diffrakciós mintázatának középső maximuma egybeesik a másik pont diffrakciós mintájának első minimumával (266. ábra). Az ábrából az következik, hogy a Rayleigh-kritérium teljesülésekor a szögtávolság dy pontok között egyenlőnek kell lennie j, azaz figyelembe véve (183.1)

Ezért az objektív felbontása

azaz az átmérőjétől és a fény hullámhosszától függ.

A (183.2) képletből egyértelműen kiderül, hogy az optikai műszerek felbontásának növeléséhez vagy a lencse átmérőjének növelésére, vagy a hullámhossz csökkentésére van szükség. Ezért az objektum finomabb részleteinek megfigyeléséhez ultraibolya sugárzást használnak, és az így kapott képet ebben az esetben fluoreszkáló képernyőn figyelik meg, vagy fényképes lemezre rögzítik. Röntgensugárzással még nagyobb felbontás érhető el, de nagy a behatoló ereje, és törés nélkül halad át az anyagon; ezért ebben az esetben lehetetlen fénytörő lencséket létrehozni. Az elektronáramok (bizonyos energiák mellett) megközelítőleg ugyanolyan hullámhosszúak, mint a röntgensugarak. Ezért az elektronmikroszkóp nagyon nagy felbontású.

A spektrális eszköz felbontása dimenzió nélküli mennyiség

Ahol dl- két szomszédos spektrumvonal hullámhossza közötti minimális különbség abszolút értéke, amelynél ezeket a vonalakat külön-külön rögzítik.

2. A diffrakciós rács felbontása. Hagyja a maximumot T- elsőrendű l 2 hullámhosszra szögben figyeljük meg j, azaz a (180.3) szerint, d bűn j =m l 2 . Amikor a maximumról a szomszédos minimumra lép, az útkülönbség a következőre változik l/N(lásd (180.4)), ahol N- rácsrések száma. Ezért a minimális l 1 szögben megfigyelt j min , megfelel a feltételnek d bűn j min = m l 1 + l 1 / N. A Rayleigh-kritérium szerint j =j min , azaz m l 2 =m l 1 + l 1 /N vagy l 2 / (l 2 – l 1) =mN. Adó, mivel l 1 és l 2 közel vannak egymáshoz, azaz l 2 – l 1 = dl majd a (183.3) szerint

Így egy diffrakciós rács felbontása arányos a sorrenddel m spektrum és szám N rések, azaz adott számú rések esetén megnő, ha nagyobb rendelési értékekre lépünk m interferencia. A modern diffrakciós rácsok meglehetősen nagy felbontásúak (akár 2 × 10 5).

Specifikusságuktól és céljuktól függetlenül szükségszerűen van bennük valami közös fizikai jellemzők, amelyet "felbontásnak" neveznek. Adott fizikai tulajdon kivétel nélkül mindenre meghatározó az optikai és Például egy mikroszkópnál a legfontosabb paraméter nemcsak lencséinek nagyítóképessége, hanem a felbontás is, amelytől közvetlenül függ a vizsgált tárgy képének minősége. . Ha ennek az eszköznek a kialakítása nem képes a legapróbb részletek külön érzékelésére, akkor az így kapott kép még jelentős nagyítás mellett is rossz minőségű lesz.

Az optikai műszerek felbontása egy olyan érték, amely jellemzi a megfigyelt vagy mért objektumok legapróbb részleteinek megkülönböztetésére való képességüket. A felbontás határa az objektum szomszédos részei (pontjai) közötti minimális távolság, amelynél képeik már nem érzékelhetők az objektum különálló elemeiként, amelyek összeolvadnak. Minél kisebb ez a távolság, annál nagyobb a készülék felbontása.

A felbontási határ reciproka a felbontás mennyiségi mutatójaként szolgál. Ez a legfontosabb paraméterés meghatározza az eszköz minőségét és ennek megfelelően az árát. A fényhullámok diffrakciós tulajdonsága miatt egy objektum kis elemeinek minden képe fényes foltnak tűnik, amelyet koncentrikus interferencia körök rendszere vesz körül. Pontosan ez a jelenség korlátozza az optikai eszközök felbontását.

A 19. századi angol fizikus, Rayleigh elmélete szerint egy tárgy két közeli kis elemének képe még akkor is megkülönböztethető, ha diffrakciós maximumuk egybeesik. De még ennek a felbontásnak is megvan a maga határa. Az ezek közötti távolság határozza meg a legkisebb részleteket tárgyakat. általában meghatározott maximális szám külön észlelt vonalak képmilliméterenként. Ezt a tényt kísérleti úton állapították meg.

A műszerek felbontása csökken aberrációk (eltérések) jelenlétében fénysugár adott irányból) és különféle gyártási hibák optikai rendszerek, ami növeli a diffrakciós foltok méretét. Így minél kisebbek a diffrakciós foltok, annál nagyobb az optika felbontása. Ez egy fontos mutató.

Bármely optikai eszköz felbontását a hardver funkciói határozzák meg, amelyek tükrözik az összes olyan tényezőt, amely befolyásolja az eszköz által nyújtott kép minőségét. Az ilyen befolyásoló tényezőknek természetesen mindenekelőtt az aberrációt és a diffrakciót kell magukban foglalniuk - a fényhullámok elhajlását az akadályok körül, és ennek eredményeként azok eltérését az egyenes iránytól. A különféle optikai műszerek felbontásának meghatározásához speciális, szabványos mintázatú átlátszó vagy átlátszatlan tesztlemezeket, úgynevezett világokat használnak.