Дифракциона решетка
У оптици, дифракциона решетка је оптичка компонента са периодичном структуром која цепа и дифрактира светлост на неколико снопова који путују у различитим правцима. Нова обојеност је облик структурне обојености.[1][2] Правац ових зрака зависи од размака решетке и таласне дужине светлости тако да решетка делује као дисперзивни елемент. Због тога се решетке обично користе у монохроматорима и спектрометрима.
За практичну примену, решетке углавном имају гребене или ребра на својој површини, а не тамне линије.[3] Такве решетке могу бити пропусне или рефлектујуће. Такође се производе решетке које модулирају фазу, а не амплитуду упадне светлости, често користећи холографију.[4]
Принципе дифракционих решетки открио је Џејмс Грегори, око годину дана након експеримената на призми [Исаац Неwтон[|Исака Њутна]], у почетку са предметима попут птичјег перја.[5] Прва дифракциона решетка, коју је направио човек, направљена је око 1785. године заслугом изумитеља из Филаделфије Дејвида Ритенхауса, који је нанизао длаке између два вијка са финим навојем.[6][7] Ово је било слично дифракционој решетки немачког физичара Јозефа фон Фраунхофера из 1821. године.[8][9] Решетке са најнижом удаљеношћу линије (д) створио је током 1860-их Фридрих Адолф Ноберт (1806–1881) у Грајфсвалду;[10] затим су двојица Американаца Луис Морис Радерфард (1816–1892) и Вилијам Б. Роџерс (1804–1882) преузели вођство;[11][12] а до краја 19. века конкавне решетке Хенрија Августа Роланда (1848–1901) биле су најбоље међу доступнима.[13][14]
Дифракција може створити „дугине” боје када се за осветљење користи извор светлости широког спектра (нпр. континуираног). Примери су блистави ефекти уско распоређених уских трагова на оптичким дисковима за чување података попут CD-а или ДВД-а, док слични дугини ефекти изазвани танким слојевима уља (или бензина итд.) на води нису узроковани решетком, већ пре интерференцијским ефектима у рефлексијама уско размакнутих пропусних слојева (видети примере испод). Решетка има паралелне линије, док CD има спиралу фино распоређених записа. Дифракционе боје се такође појављују када се погледа на извор светлих тачака кроз транслусцентни покривач од кишобрана. Декоративни шаблонирани пластични филмови са узорком заснованом на рефлективним решеткама су врло јефтини и уобичајени.
Природне решетке уреди
Попречно пругасти мишићи су најчешћа природна дифракциона решетка[15] и то је помогло физиолозима у одређивању структуре таквих мишића. Поред овога, хемијске структуре кристала могу се сматрати дифракционим решеткама за друге типове електромагнетног зрачења осим видљиве светлости, што је основа за технике као што је рендгенска кристалографија.
Често се са дифракционим решеткама погрешно поистовећују иридесцентне боје пауновог перја, седефа и крила лептира. Иридесценција код птица,[16] риба[17] и инсеката[16][18] често је узрокована интерференцијом танког филма, а не дифракционом решетком. Дифракција ствара читав спектар боја с променом угла гледања, док интерференција танког филма обично производи много ужи опсег. Површине цветова такође могу створити дифракцију, мада су ћелијске структуре у биљкама обично превише неправилне да би се добила фина геометрија прореза неопходна за дифракциону решетку.[19] Иридесцентини сигнал цвећа је стога приметан само веома локално и стога није видљив човеку и инсектима који посећују цвеће.[20][21] Међутим, природне решетке се јављају код неких бескичмењака, попут паунских паука,[22] антена семених шкампа, а откривене су и у фосилима Бургеских шкриљаца.[23][24]
Референце уреди
- ^ Сринивасарао, M. (1999). „Нано-Оптицс ин тхе Биологицал Wорлд: Беетлес, Буттерфлиес, Бирдс, анд Мотхс”. Цхемицал Ревиеwс. 99 (7): 1935—1962. ПМИД 11849015. дои:10.1021/цр970080y.
- ^ Киносхита, С.; Yосхиока, С.; Миyазаки, Ј. (2008). „Пхyсицс оф струцтурал цолорс”. Репортс он Прогресс ин Пхyсицс. 71 (7): 076401. Бибцоде:2008РППх...71г6401К. дои:10.1088/0034-4885/71/7/076401.
- ^ „Интродуцтион то Диффрацтион Гратинг” (ПДФ). Тхор Лабс. Приступљено 30. 4. 2020.
- ^ АК Yетисен; Х Бутт; Ф да Цруз Васцонцеллос; Y Монтелонго; ЦАБ Давидсон; Ј Блyтх; ЈБ Цармодy; С Вигнолини; У Стеинер; ЈЈ Баумберг; ТД Wилкинсон; ЦР Лоwе (2013). „Лигхт-Дирецтед Wритинг оф Цхемицаллy Тунабле Нарроw-Банд Холограпхиц Сенсорс”. Адванцед Оптицал Материалс. 2 (3): 250—254. дои:10.1002/адом.201300375.
- ^ Леттер фром Јамес Грегорy то Јохн Цоллинс, датед 13 Маy 1673. Репринтед ин: Ригауд, Степхен Јордан, ур. (1841). Цорреспонденце оф Сциентифиц Мен оф тхе Севентеентх Центурy …. 2. Оxфорд Университy Пресс. стр. 251—5. еспециаллy п. 254
- ^ Хопкинсон, Ф.; Риттенхоусе, Давид (1786). „Ан оптицал проблем, пропосед бy Мр. Хопкинсон, анд солвед бy Мр. Риттенхоусе”. Трансацтионс оф тхе Америцан Пхилосопхицал Социетy. 2: 201—6. ЈСТОР 1005186. дои:10.2307/1005186.
- ^ Тхомас D. Цопе (1932) "Тхе Риттенхоусе диффрацтион гратинг". Репринтед ин: Риттенхоусе, Давид (1980). Хиндле, Брооке, ур. Тхе Сциентифиц Wритингс оф Давид Риттенхоусе. Арно Пресс. стр. 377—382. Бибцоде:1980сwдр.боок.....Р. ИСБН 9780405125683. (А репродуцтион оф Риттенхоусе'с леттер ре хис диффрацтион гратинг аппеарс он пп. 369–374.)
- ^ Фраунхофер, Јосепх вон (1821). „Неуе Модификатион дес Лицхтес дурцх гегенсеитиге Еинwиркунг унд Беугунг дер Страхлен, унд Гесетзе дерселбен” [Неw модифицатион оф лигхт бy тхе мутуал инфлуенце анд тхе диффрацтион оф [лигхт] раyс, анд тхе лаwс тхереоф]. Денксцхрифтен дер Кöниглицхен Академие дер Wиссенсцхафтен зу Мüнцхен (Мемоирс оф тхе Роyал Ацадемy оф Сциенце ин Муницх). 8: 3—76.
- ^ Фраунхофер, Јосепх вон (1823). „Курзер Берицхт вон ден Ресултатен неуерер Версуцхе üбер дие Гесетзе дес Лицхтес, унд дие Тхеорие дерселбен” [Схорт аццоунт оф тхе ресултс оф неw еxпериментс он тхе лаwс оф лигхт, анд тхе тхеорy тхереоф]. Аннален дер Пхyсик. 74 (8): 337—378. Бибцоде:1823АнП....74..337Ф. дои:10.1002/андп.18230740802.
- ^ Турнер, Г. L'Е. (1967). „Тхе цонтрибутионс то Сциенце оф Фриедрицх Адолпх Ноберт”. Буллетин оф тхе Институте оф Пхyсицс анд тхе Пхyсицал Социетy. 18 (10): 338—348. дои:10.1088/0031-9112/18/10/006.
- ^ Wарнер, Деборах Ј. (1971). „Леwис M. Рутхерфурд: Пионеер Астрономицал Пхотограпхер анд Спецтросцопист”. Тецхнологy анд Цултуре. 12 (2): 190—216. ЈСТОР 3102525. дои:10.2307/3102525.
- ^ Wарнер, Деборах Ј. (1988). Тхе Мицхелсон Ера ин Америцан Сциенце 1870-1930. Неw Yорк: Америцан Институте оф Пхyсицс. стр. 2—12.
- ^ Хентсцхел, Клаус (1993). „Тхе Дисцоверy оф тхе Редсхифт оф Солар Фраунхофер Линес бy Роwланд анд Јеwелл ин Балтиморе ароунд 1890” (ПДФ). Хисторицал Студиес ин тхе Пхyсицал анд Биологицал Сциенцес. 23 (2): 219—277. ЈСТОР 27757699. дои:10.2307/27757699.
- ^ Сwееетнам, Георге (2000). Тхе Цомманд оф Лигхт: Роwланд'с Сцхоол оф Пхyсицс анд тхе Спецтрум. Пхиладелпхиа: Америцан Пхилосопхицал Социетy. ИСБН 978-08716-923-82.
- ^ Баскин, Р.Ј.; Роос, К.П.; Yех, Y. (октобар 1979). „Лигхт диффрацтион студy оф сингле скелетал мусцле фиберс”. Биопхyс. Ј. 28 (1): 45—64. Бибцоде:1979БпЈ....28...45Б. ПМЦ 1328609
. ПМИД 318066. дои:10.1016/С0006-3495(79)85158-9.
- ^ а б Ставенга, D. Г. (2014). „Тхин Филм анд Мултилаyер Оптицс Цаусе Струцтурал Цолорс оф Манy Инсецтс анд Бирдс”. Материалс Тодаy: Процеедингс. 1: 109—121. дои:10.1016/ј.матпр.2014.09.007 .
- ^ Робертс, Н. W.; Марсхалл, Н. Ј.; Цронин, Т. W. (2012). „Хигх левелс оф рефлецтивитy анд поинтиллист струцтурал цолор ин фисх, цепхалоподс, анд беетлес”. Процеедингс оф тхе Натионал Ацадемy оф Сциенцес. 109 (50): Е3387. Бибцоде:2012ПНАС..109Е3387Р. ПМЦ 3528518 . ПМИД 23132935. дои:10.1073/пнас.1216282109.
- ^ Ставенга, D. Г.; Леертоуwер, Х. L.; Wилтс, Б. D. (2014). „Цолоратион принциплес оф нyмпхалине буттерфлиес - тхин филмс, меланин, оммоцхромес анд wинг сцале стацкинг”. Јоурнал оф Еxпериментал Биологy. 217 (12): 2171—2180. ПМИД 24675561. дои:10.1242/јеб.098673 .
- ^ Ван Дер Коои, C. Ј.; Wилтс, Б. D.; Леертоуwер, Х. L.; Стаал, M.; Елзенга, Ј. Т. M.; Ставенга, D. Г. (2014). „Иридесцент флоwерс? Цонтрибутион оф сурфаце струцтурес то оптицал сигналинг” (ПДФ). Неw Пхyтологист. 203 (2): 667—73. ПМИД 24713039. дои:10.1111/нпх.12808.
- ^ Лее, Давид W. (2007). Натуре'с Палетте: Тхе Сциенце оф Плант Цолор. Университy оф Цхицаго Пресс. стр. 255—6. ИСБН 978-0-226-47105-1.
- ^ Ван Дер Коои, C. Ј.; Дyер, А. Г.; Ставенга, D. Г. (2015). „Ис флорал иридесценце а биологицаллy релевант цуе ин плант-поллинатор сигналинг?” (ПДФ). Неw Пхyтологист. 205 (1): 18—20. ПМИД 25243861. дои:10.1111/нпх.13066.
- ^ Хсиунг, Бор-Каи; Сиддиqуе, Радwанул Хасан; Ставенга, Доекеле Г.; Отто, Јüрген C.; Аллен, Мицхаел C.; Лиу, Yинг; Лу, Yонг-Фенг; Дехеyн, Димитри D.; Схаwкеy, Маттхеw D. (22. 12. 2017). „Раинбоw пеацоцк спидерс инспире миниатуре супер-иридесцент оптицс”. Натуре Цоммуницатионс (на језику: енглески). 8 (1): 2278. Бибцоде:2017НатЦо...8.2278Х. ИССН 2041-1723. ПМЦ 5741626 . ПМИД 29273708. дои:10.1038/с41467-017-02451-x.
- ^ Лее 2007, стр. 41
- ^ „Цолоуринг ин тхе фоссил паст”. Неwс. Натурал Хисторy Мусеум. 15. 3. 2006. Архивирано из оригинала 12. 8. 2010. г. Приступљено 14. 9. 2010.
Литература уреди
Овај чланак садржи материјал у јавном власништву из документа Генерал Сервицес Администратион („Федерал Стандард 1037Ц”).- Хутлеy, Мицхаел (1982). Диффрацтион Гратингс. Тецхниqуес оф Пхyсицс. 6. Ацадемиц Пресс. ИСБН 978-0-12-362980-7. ИССН 0308-5392.
- Лоеwен, Ерwин; Попов, Евгенy (1997). Диффрацтион Гратингс анд Апплицатионс. ЦРЦ. ИСБН 978-0-8247-9923-6.
- Палмер, Цхристопхер (2020). „Диффрацтион Гратинг Хандбоок” (8тх изд.). МКС Неwпорт.
- Греенсладе, Тхомас Б. (2004). „Wире Диффрацтион Гратингс”. Пхyс. Теацх. 42 (2): 76—77. Бибцоде:2004ПхТеа..42...76Г. дои:10.1119/1.1646480. Архивирано из оригинала 29. 07. 2020. г. Приступљено 14. 09. 2020.
- Абрахамс, Петер. „Еарлy Инструментс оф Астрономицал Спецтросцопy”.
- Гроссман, Wиллиам Е. L. (септембар 1993). „Тхе оптицал цхарацтеристицс анд продуцтион оф диффрацтион гратингс: А qуантитативе еxпланатион оф тхеир еxпериментал qуалитиес wитх а десцриптион оф тхеир мануфацтуре анд релативе меритс”. Ј. Цхем. Едуц. 70 (9): 741. Бибцоде:1993ЈЦхЕд..70..741Г. дои:10.1021/ед070п741.
- „Волуме пхасе холограпхy гратингс”. Натионал Оптицал Астрономy Обсерваториес.
- Гоодман, Јосепх W. (1996). Интродуцтион то Фоуриер оптицс. Неw Yорк: МцГраw-Хилл. ИСБН 0-07-024254-2.
- Абрамоwитз Милтон & Стегун Ирене А,1964, Довер Публицатионс Инц, Неw Yорк.
- Борн M & Wолф Е, Принциплес оф Оптицс, 1999, 7тх Едитион, Цамбридге Университy Пресс, ISBN 978-0-521-64222-4
- Хеавенс ОС анд Дитцхбурн W, 1991, Инсигхт инто Оптицс, Лонгман анд Сонс, Цхицхестер ISBN 978-0-471-92769-3
- Хецхт Еугене, Оптицс, 2002, Аддисон Wеслеy, ISBN 0-321-18878-0
- Јенкинс ФА & Wхите ХЕ, 1957, Фундаменталс оф Оптицс, 3рд Едитион, МцГраw Хилл, Неw Yорк
- Липсон А, Липсон СГ, Липсон Х, 2011, Оптицал Пхyсицс, 4тх ед., Цамбридге Университy Пресс, ISBN 978-0-521-49345-1
- Лонгхурст РС, 1967, Геометрицал анд Пхyсицал Оптицс, 2нд Едитион, Лонгманс, Лондон
- Wхиттакер анд Wатсон, 1962, Модерн Аналyсис, Цамбридге Университy Пресс.
- Кöннен, Г. П. (1985). Поларизед Лигхт ин Натуре
. Цамбридге Университy Пресс. стр. 72–73. ИСБН 978-0-521-25862-3.
