На практике равенство фаз осцилляторов или антен достигается с помощью проводов и всяких специальных устройств. Возникает вопрос, можно ли и как создать подобную систему длясвета. Сейчас мы еще не умеем делать маленькие радиостанции оптической частоты в буквальном смысле слова, соединять их крохотными проволочками и устанавливать для всех них одинаковые фазы. Однако есть другой очень простой способ, позволяющий добиться этой цели.
Предположим, у нас имеется большое количество параллельных проводов, отстоящих друг от друга на расстоянии d, и источник радиоволн, расположенный очень далеко, практически на бесконечности. Этот источник создает электрическое поле у каждой из проволочек с одной и той же фазой. (Можно взять и объемную систему проводов, но мы ограничимся плоской системой). Тогда внешнее электрическое поле будет двигать электроды взад и вперед в каждой проволочке, результате они становятся новыми излучателями. Такоеявление называется рассеянием: свет от некоторого источника вызывает движение электронов в среде, а оно в свою очередь генерирует собственные волны. Поэтому достаточно взять ряд проволок на равном расстоянии друг от друга, подействовать на них радиоволнами от удаленного источника, и получается нужная нам система без всяких специальных контуров и т.п.Если лучи падают по нормали к плоскости проводов, фазы колебаний будут одинаковыми и возникнет та картина, о которой говорилось выше. Так, при расстоянии между проволочками, превышающем длину волны, максимальная интенсивность рассеяния получается в направлении нормали и в других направлениях, определяемых формулой
Точно такое же устройство годится и для света! только вместо проволок берут стеклянную пластинку и наносят на нее ряд штрихов так, чтобы каждый из них рассеивал свет иначе, чем остальная поверхность пластинки. Если затем направить на пластинку пучок света, то каждый штрих станет источником, а если расстояние между штрихами будет достаточно мало, но не меньше одной длины волны (практически таких малых расстояний, все равно невозможно добиться) возникает удивительное явление: лучи идут через плагТиЯКУне только по прямой, но и под конечным углом к нормали, зависящим от расстояния между штрихами! Устройства такого-типа действительно существуют и широко используются, их называют дифракционными решетками.
Одна из разновидностей дифракционныхрешетокпред-г собой обычную стеклянную пластинку, прозрачную шетную, снацарапанныминанейштрихами. Число штрихов на Iмм зачастую достигает нескольких сотен, а рас-стояш > между нимивыдерживается с большойточностью. Действие такой решетки можно наблюдать, посылая сквозь нее с помощью проектора узкую вертикальную полоску света (эоражение щели)на экран. Помещая решетку на путиГ света так, чтобы штрихи были расположены вертикально, мы увидим на экране ту же самую полоску света, но по сторонам ; нее, кроме того, будут и другие полосы, окрашенные в раз-гта. Разумеется, мы получили не что иное, как уширен-эбражение щели; угол θ в зависит от λ, и разная окраска света, как мы знаем, соответствует разным частотам и разным длинам волн. Самой большой видимой длиной волны обладает красный свет; в силу условия ему 'тветствует наибольшее 6. И мы'действительно обнаружили, что на экране красная полоса- лежит дальше всех от центра изображения! С другой стороны должна быть такая же полоса; и в самом деле, мы видим на экране вторую полосу. Выражение
имеет еще одно решение с т = 2. На соот-етствующем ему месте на экране видно какое-то расплывчатое слабое пятно, а дальше в сторону чуть заметен еще целый ряд слабых полосок.
Толькочтомысказали, чтомаксимумывсех порядков должны иметь одинаковую интенсивность, а у нас интенсивность получается разная, и, более того, правый и левый ма-;имумы "первого порядка отличаются по своей яркости! Причина здесь кроется в том, что решетки изготовляются особым обом, чтобы как раз и получался подобный эффект. Как это делается? Если бы дифракционные решетки имели беско-чно тонкие штрихи, расположенные на строго равном расстоянии друг от друга, то интенсивности максимумов всех юрядков были бы одинаковы. Но фактически, хотя мы пока разобрали только простейший случай, мы могли бы также *ть систему, состоящую из пар антенн, причем в каждой ^ установили бы определенную разность фаз и интенсивности. Тогда можно было бы получить разную интенсивность у максимумов разных порядков. На дифракционную решетку часто наносят не ровные, а пилообразные штрихи. Специально подбирая форму «зубцов», можно увеличить интенсивность ктра^данного порядка по отношению к остальным. В практической работе с решетками желательно иметь максимальную яркость в одном из порядков. Мы отложим пока весьма сложное объяснение этих фактов, скажем только, что такие решетки оказываются гораздо более полезными в примени ниях.
До сих пор мы рассматривали случай, когда фазы всех источников равны. Однако полученная нами формула
годится также и тогда, когда сдвиг фаз ф каждого источника по сравнению с предыдущим постоянен и равен а. Это означает, что антенны должны быть соединены по схеме, обеспечивающей небольшой сдвиг фазы между ними. Можно ли создать подобное устройство для света? Да, и очень просто. Пусть источник света находится на бесконечности и свет падает на решетку под некоторым углом, равным θВХ (фиг. 30.4); рассмотрим рассеянный пучок света, выходящий под углом θвых (θвых — это наш старый угол θ, а θВХ нужен для создания разности фаз у источников). Пучок света от бесконечно удаленного источника падает сначала на первый штрих, затем на второй и т. д, сдвиг фазы света, попадающего на два соседних штриха, есть
Отсюда получаем формулу для дифракции света, падающего на решетку под некоторым углом:
Попытаемся найти направление максимальной интенсивности в этом случае. Условие возникновения максимума по-прежнему состоит в том, что φ должно быть числом, кратным 2π.
Здесь следует отметить несколько интересных моментов.
Прежде всего рассмотрим весьма интересный случай, соответствующий т=0; когда dменьше λ, тогда т = 0 и других решений не возникает. Тогда получаем
т. е. рассеянный луч выходит в том же направлении, что и первоначальный луч, падающий на дифракционную решетку. Но не следует думать, что свет просто «проходит насквозь». Мы ведь говорим о других лучах. Свет, проходящий насквозь, идет от первоначального источника, а мы имеем в виду свет, возникающий при рассеянии. Получается так, что рассеянный пучок света идет в том же направлении, что и первоначальный; более того, оба пучка могут интерферировать друг с другом, о чем мы расскажем в последующих главах.
В нашем случае имеется еще одно возможное решение. При заданном θВХ угол θВМХ может быть равен дополнительному к θВХ углу (π — θВХ). Таким образом, кроме луча в направлении падающего пучка света, возникает еще один луч. Легко заметить, что его направление подчиняется правилу: угол падения равен углу рассеяния. Этот луч мы назовем отраженным.
Так мы подходим к пониманию основного механизма процесса отражения: падающий свет возбуждает движение атомов отражающего тела, а оно в свою очередь генерирует новую волну, и одно из направлений рассеянной волны (единственное для расстояния между рассеивателями, малого по сравнению с длиной волны) таково, что угол падения луча света равен углу, под которым выходит отраженный луч!
Перейдем теперь к особому случаю, когда d->-0. Имеется, скажем, плотное тело конечных размеров. Потребуем еще, чтобы разность фаз между соседними рассеивателями стремилась к нулю. Иначе говоря, будем ставить все новые и новые антенны в промежутках между прежними, так что разности фаз будут становиться все меньше по мере уменьшения расстояния до соседних антенн, но общее число антенн пусть растет так, что полная разность фаз между первой и последней антеннами остается постоянной. Посмотрим, как видоизменится формула
если полная разность фаз nφ остается постоянной (пусть nφ —F), а число п и фаза φ стремятся соответственно к бесконечности и нулю. Теперь значение φ так мало, что sinφ = φ, и если учесть также, что n2I0 есть интенсивность в центре максимума Imax, то мы получим
На фиг. 30.2 показан ход этой предельной зависимости.
В данном случае дифракционная картина в общих чертах получается такой же, как и для конечного промежутка d>λ, те же боковые максимумы, нет только максимумов высших порядков. Когда все рассеиватели находятся в фазе, возникает максимум в направлении θВЫХ = 0 и минимум при Δ=λ, в точности как для конечных dи п. Таким образом, оказывается возможным рассмотреть непрерывное распределение рассеивателей или осцилляторов, используя интегралы вместо сумм.
Для примера возьмем длинную линию, составленную из осцилляторов, которые колеблются вдоль нее, (фиг. 30.5). Такое устройство дает максимальную интенсивность в направлении, перпендикулярном нити.Кверхуи книзу от экваториальной плоскости имеется небольшая интенсивность, но она очень мала. Пользуясь этим результатом, перейдем к более сложному устройству.Предположим, у насимеетсяцелый набор нитей, каждая из которых излучает в экваториальной плоскости. Если мы находимся в центральной плоскости, перпендикулярнойвсемпроволокам, интенсивностьизлучения набора длинных линий в разных направлениях определяется так же, как и в случае бесконечно коротких линий, — нужно сложить вклады от всех длинных проволок. Вот почему вместо крошечных решеток — антенн, которые мы рассматривали, можно было бы использовать решетки с длинными и узкими щелями. Каждая из длинных щелей излучает в своем собственном направлении не вверх и не вниз, а только перпендикулярно щели, и, поставив их рядом друг с другом в горизонтальной плоскости, мы получим интерференцию.
Таким образом, можно создать еще более сложные устройства, размещая рассеиватели по линии, в плоскости или в пространстве. Сначала мы располагали рассеиватели на линии; а затем проанализировали случай, когда они заполняют полосу; для получения ответа каждый раз нужно было просуммировать вклады отдельных рассеивателей. Последний принцип справедлив во всех случаях.
Предлагаем все размеры фундаментных анкерных болтов ГОСТ 24379.1-80 из марок сталей ст.3, ст.09Г2С и других по пожеланию заказчиков. Болты фундаментные (анкерный болт) - крепёжная деталь, в виде прута с резьбовой частью на одном конце и специального приспособления, подерживающее фундаментный болт внутри фундамента, предназначенная для крепления строительных конструкций и оборудования. Фундаментные (анкерные) болты - элементы строительной конструкции, позволяющие прикрепить её к основанию (фундаменту). Используются фундаментные болты на всех типах строительства, от стандартного здания до дамб и атомных электростанций. Обеспечивают надёжное крепление только к прочным, нехрупким и неэластичным основаниям. Анкерные болты используются в виде закладных деталей в железобетонных основаниях для дальнейшего крепления на фундаменте металлоконструкций и оборудования. variant2
Ищете, где электроды цл 11 ? Компания Мегапром - предлагает электроды плоские от лучших производителей на территории России. Электроды Уони 13/55 КСМ в продаже по группе КСМ (конструкции стальных мостов). Полный список сварочных электродов и других материалов для сварки вы можете посмотреть в разделе каталог электродов для сварки. Вся продукция сертифицирована и имеет необходимые маркировки.
