Измерение размеров малых объектов дифракционным методом

Московский государственный технический университет
имени Н.Э. Баумана
А.В. Косогоров, С.В. Чумакова, С.О. Юрченко
ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ
МАЛЫХ ОБЪЕКТОВ
ДИФРАКЦИОННЫМ МЕТОДОМ
Методические указания
к выполнению лабораторной работе О-70 А
по курсу общей физики
Под редакцией О.С. Литвинова
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
2012

УДК 535.41
ББК 22.343.4
К71
Рецензент В.В. Онуфриев
К71
Косогоров А. В.
Измерение размеров малых объектов дифракционным методом : метод. указания к выполнению лабораторной работы
О-70 А по курсу общей физики / А. В. Косогоров, С. В. Чумакова, С. О. Юрченко; под ред. О.С. Литвинова. — М.: Изд-во
МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — 26, [6] с. : ил.
Изложены основные теоретические сведения о дифракции Фраунгофера на щели, на круглом отверстии и на дифракционной решетке.
Дано описание лабораторной установки, приведены указания к выполнению измерений и обработке их результатов.
Для студентов 2-го курса всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана.
УДК 535.41
ББК 22.343.4
c
⃝МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012

Цель работы — определение длины волны монохроматического излучения полупроводникового лазера с помощью прозрачной
дифракционной решетки и измерение размеров малых объектов
дифракционным методом.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Волновой характер света отчетливо обнаруживается в дифракции, проявляющейся при распространении света в среде с резкими
неоднородностями. Дифракция выражается в проникновении света
в область геометрической тени, а также в специфическом рассеянии света на неоднородностях с образованием в общем случае
максимумов и минимумов интенсивности дифрагированной волны по разным направлениям как в области тени, так и вне ее.
Обнаруживающееся в явлении дифракции отступление от законов
геометрической оптики, в частности от закона прямолинейного
распространения света, не всегда обнаруживается вследствие малости длины волны света по сравнению с размерами привычно
наблюдаемых нами неоднородностей среды — преград, отверстий
и т. п. Однако при уменьшении размеров этих неоднородностей до
величины порядка длины волны дифракция становится заметной.
Ее можно обнаружить и тогда, когда размеры неоднородностей велики по сравнению с длиной волны, но только при специальных
условиях наблюдения.
Проникновение световой волны в область геометрической тени может быть объяснено с помощью принципа Гюйгенса, который
утверждал, что точку волнового фронта можно рассматривать как
источник новой элементарной сферической волны. Зная положение
3