Diffrazione.

Presentazione sul tema: "Diffrazione."— Transcript della presentazione:

1 Diffrazione

2 Diffrazione e teoria ondulatoria dell’aria
Massimo centrale Massimi secondari Luce Figura di diffrazione. La diffrazione è un fenomeno di natura ondulatoria. Macchia luminosa di Fresnel Luce Figura di diffrazione.

3 Diffrazione da singola fenditura: la posizione dei minimi
Le onde che provengono dai punti superiori di due elementi di larghezza a/2 subiscono un’interferenza totalmente distruttiva nel punto P1 dello schermo di proiezione C. Se D>>a si può assumere per approssimazione che i raggi r1 e r2 siano paralleli e formino con l’asse centrale un angolo θ.

4 Diffrazione da singola fenditura: la posizione dei minimi
Si può ripetere questa analisi per qualsiasi altra coppia di raggi che, originando dai corrispondenti punti nei due segmenti, raggiungono il punto P1. Se questa differenza, comune a tutte le coppie di raggi, è λ/2, allora Primo minimo Per trovare le seconde frange scure, si divide la fenditura in quattro segmenti di uguale larghezza a/4. L’interferenza distruttiva si ha quando la differenza di cammino per ogni coppia è pari a λ/2: Secondo minimo Minimi, frange scure

5 Diffrazione attraverso un foro circolare
Sorgente puntiforme distante d q lente Light q a Light q a

6 Diffrazione attraverso un foro circolare
Criterio di Rayleigh: due sorgenti puntiformi sono risolvibili se la loro distanza angolare θR è tale che il massimo centrale di una figura di diffrazione coincide con il minimo di primo ordine dell’altra.

7 Reticoli di diffrazione
Il reticolo di diffrazione è un dispositivo dotato di un numero N molto grande di fenditure, che possono essere anche migliaia nello spazio di un millimetro. Quando si investono le fenditure con luce monocromatica, si creano strette frange di interferenza utili per esempio a determinare la lunghezza d’onda della luce.

8 Reticoli di diffrazione
La capacità di un reticolo a risolvere (distinguere) differenti lunghezze d’onda dipende dalla larghezza delle righe.

9 Reticoli di diffrazione

10 Reticoli di diffrazione
Schema di un semplice spettroscopio a reticolo usato per analizzare le lunghezze d’onda della luce emessa dalla sorgente S.

11 Reticoli: dispersione e potere risolvente
Dispersione. Per consentire di distinguere due lunghezze d’onda molto vicine, un reticolo deve potere risolvere le relative righe di diffrazione. Potere risolvente. Righe con lunghezze d’onda molto simili sono tanto più risolvibili quanto minore è la loro larghezza.

12 Dispersione e potere risolvente: dimostrazioni
Posizione angolare dei massimi: Differenziale dell’espressione dei massimi: Per piccoli angoli:

13 Dispersione e potere risolvente: dimostrazioni
Criterio di Rayleigh

14 Reticoli: dispersione e potere risolvente
Distribuzione d’intensità di due righe di due diverse lunghezze d’onda prodotte dai reticoli della tabella. Il reticolo C presenta la maggiore dispersione, mentre il reticolo B ha il maggiore potere risolvente.

15 Diffrazione dei raggi X
I raggi X sono radiazioni elettromagnetiche aventi lunghezza d’onda dell’ordine di 0,1 nm (= 10−10 m). Generatore raggi X Questo massimo è troppo vicino al centro perché lo si possa utilizzare da un punto di vista pratico. Sarebbe desiderabile avere un reticolo con d ≈ λ, ma poiché le lunghezze d’onda dei raggi X sono dell’ordine dei diametri atomici, reticoli di questo tipo non possono essere costruiti con mezzi meccanici.

16 Diffrazione dei raggi X
I raggi X si diffrangono come se fossero riflessi da una famiglia di piani paralleli, con angolo di riflessione uguale all’angolo d’incidenza, misurando entrambi gli angoli rispetto ai suddetti piani.

17 Diffrazione dei raggi X
Una famiglia di piani che attraversa la struttura cristallina della figura (a) precedente e un modo per mettere in relazione la lunghezza a0 dello spigolo di una cella elementare con la distanza interplanare d. La diffrazione dei raggi X è uno strumento efficace per studiare gli spettri dei raggi X e la disposizione degli atomi nei cristalli.