к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Cпектральные призмы (дисперсионные призмы)

Cпектральные призмы (дисперсионные призмы) - одна из групп призм оптических; служат для пространственного разделения (разложения в спектр) излучений оптич. диапазона на монохроматич. составляющие, различающиеся длинами волн. Разделение лучей на монохроматич. составляющие является результатом зависимости угла отклонения8055-120.jpg луча, прошедшего через призму (рис. 1), от показателя преломления материала призмы п, различного для разных длин волн8055-122.jpg (см. Дисперсия света ).Качество призмы характеризуется угл. дисперсией .8055-123.jpg , к-рая зависит от материала призмы (величин я и8055-124.jpg), преломляющего угла8055-125.jpg и угла падения i1 (а следовательно, и от углов преломления8055-126.jpg на первой и второй гранях призмы):
8055-127.jpg

8055-121.jpg

Рис. 1. Ход лучей в простой трёхгранной призме.

Для изготовления призм используют материалы о большой дисперсией, прозрачные в исследуемой области спектра, с высокой оптич. однородностью и изотропностью. В зависимости от исследуемой области спектра применяются С. п.: из стекла (чаще всего флинта) - для видимой области; кристаллич. кварца, флюорита и др.- для УФ-области; фтористого лития, хлористого магния и др.- для ИК-области.

Существует неск. видов наиб. употребительных С. п.

1. Простая трёхгранная призма (рис. 1) используется как самостоят. диспергирующий элемент в спектральных приборах, а также является осн. составной частью всех более сложных призменных систем. В спектральном приборе призму устанавливают так, чтобы линия пересечения её преломляющих граней (преломляющее ребро) была параллельна входной щели. Двугранный угол8055-128.jpg, образованный рабочими гранями призмы, наз. преломляющим углом.

Обычно он равен 60°. Угол отклонения луча после прохождения призмы:8056-1.jpg . Условие симметричного хода лучей через призму8056-3.jpg8056-2.jpg. Угл. протяжённость участка спектра от коротковолновой8056-4.jpg до длинноволновой границы8056-5.jpg:
8056-6.jpg

где ncp = (n1 + n2)/2.

При увеличении угла8056-7.jpg и показателя преломления п угол отклонения луча8056-8.jpg увеличивается до предельного значения, при к-ром наступает полное внутр. отражение на второй грани призмы и луч из призмы не выходит. Обычно призму устанавливают в положение мин. отклонения, что обеспечивает получение макс. разрешающей способности, отсутствие астигматизма и угл. увеличения. Для данных8056-9.jpg и п при симметричном ходе лучей в призме угол отклонения8056-10.jpg мин. значение принимает при условии:
8056-11.jpg

т. е. для разл. длин волн мин. отклонение происходит при разл. положении призмы по отношению к падающему пучку лучей.

Разновидностью простой трёхгранной призмы является призма Корню (рис. 2, а), представляющая собой соединение на оптическом контакте двух прямоуг. призм с преломляющим углом 30°, вырезанных из лево- и правовращающего кварца с общим направлением оптич. оси параллельно основаниям призм (см. Оптическая активность, Оптически активные вещества). В результате после прохождения луча через лево- и правовращающие части призмы вращение плоскости поляризации оказывается скомпенсированным и, следовательно, двойное лучепреломление отсутствует, что улучшает качество изображения спектральных линий. В автоколлимац. приборах (см. Автоколлимация)того же эффекта достигают, применяя одну половину призмы Корню, большой катет к-рой покрыт отражающим слоем (призму Литтрова, рис. 2, б). Дисперсия такой призмы равна дисперсии одной призмы с8056-13.jpg , установленной в положение мин. отклонения.
8056-12.jpg

Рис. 2. Спектральные призмы: а - призма Корню; б - призма Литтрова; в - призма Амичи; г - призма Розерфорда - Броу-винга; д - призма Аббе (составная); е - призма Аббе (из целого куска).

2. Призма Розерфорда-Броунинга (рис. 2, г) состоит из трёх частей. Между двумя одиночными призмами с небольшим преломляющим углом8056-14.jpg ( ~25°), изготовленными из стекла с малым показателем преломления и малой дисперсией (крон), находится призма с большим преломляющим углом8056-15.jpg (100°), изготовленная из стекла с большим показателем преломления и с большей дисперсией (флинт). Все три призмы склеены между собой либо соединены на оптич. контакт. Назначения боковых призм - уменьшить потери на отражение за счёт уменьшения угла падения на первую грань. Призма Розерфорда - Броунинга выгодно отличается от одиночной призмы большей дисперсией (в 1,5-2 раза), а при заданной дисперсии - меньшими потерями на отражение. Но при той же ширине пучка излучения длина хода лучей в этой призме больше, чем в одиночной, и её применение малоэффективно в УФ-области спектра, где поглощение в тяжёлых флинтах заметно возрастает.

3. Призма прямого зрения (призма Амичи) состоит из трёх или более трёхгранных призм (рис. 2, в) и обладает тем свойством, что для нек-рой длины волны угол отклонения лучей равен нулю. Ср. призма изготовляется из флинта, две боковые из крона. При заданных значениях показателей преломления призм n1 и n2 для данной длины волны имеет место такое сотношение между углами призм8056-16.jpg и8056-17.jpg, при к-ром угол отклонения для всех системы8056-18.jpg ; благодаря этому в приборах с призмой Амичи оптич. ось не имеет излома. При этом излучение более коротких длин волн отклоняется в сторону основания ср. призмы, а более длинноволновое - в сторону её вершины. Призма Амичи не даёт столь высокой дисперсии, как призма Розерфорда - Броунинга, а из-за длинного хода лучей в призме Амичи поглощается больше лучистой энергии, чем в одиночной призме. Поэтому призмы прямого зрения получили ограниченное распространение. Их используют в спектроскопах и спектрографах малой дисперсии, когда совпадение осей объективов камеры и коллиматора позволяет разместить детали прибора в прямой трубе.

4. Призма Аббе (рис. 2, д) - призма постоянного угла отклонения, состоит из двух 30-градусных прямоуг. призм, приклеенных к катетным граням равнобедренной прямоуг. призмы, из того же материала (n1 = n2). Поэтому равнобедренная прямоуг. призма на дисперсию влияния не оказывает, выполняет роль зеркала и эквивалентна плоскопараллельной пластинке. Дисперсия света в призме Аббе происходит лишь на гранях пояупризм. При условии мин. отклонения углы входа лучей в призму Аббе и выхода из неё равны по абс. величине и противоположны по знаку. Поэтому луч, проходящий через призму Аббе в минимуме отклонения, покидает её, образуя независимо от длины волны прямой угол с лучом, входящим в призму. Вращая призму вокруг нек-рой вертикальной оси, можно привести к условию мин. отклонения лучи разл. длин волн. По угл. дисперсии и потерям на отражение эта система эквивалентна одиночной призме с преломляющим углом 60°. Чтобы избежать склеивания отд. частей, призму Аббе иногда делают в виде целого стеклянного блока из одного материала (рис. 2, е). При работе в УФ-области вместо призмы полного внутр. отражения используют зеркало.

5. Призма Ферри наряду с разложением в спектр пучка лучей обеспечивает и их фокусировку. Это достигается в результате того, что рабочие грани призмы искривлены и одна из них с нанесённым на неё металлич. покрытием является зеркалом. При радиусе кривизны выходной поверхности R спектр располагается на окружности радиуса 0,5 R. Однако призма Ферри обладает значит. астигматизмом и может применяться только в приборах с малой апертурой.

До 1970-х гг. С. п. широко применялись в спектральных приборах разл. типов. В 1970-80-х гг. серьёзным конкурентом С. п. стали дифракционные решётки. Однако С. п. продолжают использоваться в простых спектральных приборах, предварит. монохроматорах, а также в качестве разделителей порядков в приборах с решётками. Призмы также с успехом используются в качестве селекторов в резонаторах твердотельных и жидкостных лазеров.

Литература по спектральным призмам (дисперсионным призмам)

  1. Пейсахсон И. В., Оптика спектральных приборов, 2 изд., Л., 1975;
  2. Лебедева В. В., Техника оптической спектроскопии, 2 изд., М., 1986;
  3. Малышев В. И., Введение в экспериментальную спектроскопию, М., 1979;
  4. Скоков И. В., Оптические спектральные приборы, М., 1984.

Л. Н. Каперский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? - Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution