Диафрагма с круглым отверстием: радиус диафрагмы круглым отверстием

Nach oben

Информация

• Контактное лицо
• Условия сотрудничества
• Декларация о конфиденциальности
• Вводные данные

Обслуживание

• Краткий обзор услуг
• Скачать
• Каталоги
• Вебинары и Видео
• Связаться со службой поддержки клиентов

Компания

• О нас
• Качественная политика
• Безопасность в классе

Please note

* Prices subject to VAT.

We only supply companies, institutions and educational facilities. No sales to private individuals.

Please note: To comply with EU regulation 1272/2008 CLP, PHYWE does not sell any chemicals to the general public. We only accept orders from resellers, professional users and research, study and educational institutions.

Пожалуйста, введите имя, под которым должна быть сохранена Ваша корзина.
Сохраненные корзины вы можете найти в разделе My Account.

Название корзины

§ 31. Дифракция света Основные формулы

• Радиус k—ой.зоны Френеля:

для сферической волны

,

где а —расстояние диафрагмы с круглым отверстием от точечного источника света;b —расстояние диафрагмы от экрана, на котором ведется наблюдение дифракционной картины;k —номер зоны Фре­неля; λ —длина волны;

для плоской волны

.

• Дифракция света на одной щели при нормальном падении лучей. Условие минимумов интенсивности света

,k=1,2,3,…,

где а —ширина щели; φ— угол дифракции;k —номер минимума;

λ —длина волны.

Условие максимумов интенсивности света

, k=l, 2, 3,…,

• Дифракция света на дифракционной решетке при нормальном падении лучей. Условие главных максимумов интенсивности

d sinφ=±kλ, k=0,1,2,3,…,

где d— период (постоянная) решетки;k —номер главного макси­мума; φ —угол между нормалью к поверхности решетки и нап­равлением дифрагированных волн.

• Разрешающая сила дифракционной решетки

,

где Δλ— наименьшая разность длин волн двух соседних спектраль­ных линий (λ и λ+Δλ), при которой эти линии могут быть видны раздельно в спектре, полученном посредством данной решетки;N —число штрихов решетки;k —порядковый номер дифракцион­ного максимума.

• Угловая дисперсия дифракционной решетки

,

линейная дисперсия дифракционной решетки

.

Для малых углов дифракции

,

где f— главное фокусное расстояние линзы, собирающей на экра­не дифрагирующие волны.

• Разрешающая сила объектива телескопа

,

где β — наименьшее угловое расстояние между двумя светлыми точками, при котором изображения этих точек в фокальной плос­кости объектива могут быть видны раздельно; D —диаметр объек­тива; λ —длина волны.

• формула Вульфа — Брэгга

2d sin =kλ,

где d —расстояние между атомными плоскостями кристалла;— угол скольжения (угол между направлением пучка параллель­ных лучей, падающих на кристалл, и гранью кристалла), опре­деляющий направление, в котором имеет место зеркальное отраже­ние лучей (дифракционный максимум).

Примеры решения задач

Пример 1.На диафрагму с круглым отверстием радиусомr=1 мм падает нормально параллельный пучок света длиной волны λ=0,05 мкм. На пути лучей, прошедших через отверстие, помещают экран. Определить максимальное расстояниеb_maxот центра от­верстия до экрана, при котором в центре дифракционной картины еще будет наблюдаться темное пят­но.

Решение.Расстояние, при котором будет видно темное пят­но, определяется числом зон Фре­неля, укладывающихся в отвер­стии. Если число зон четное, то в центре дифракционной картины бу­дет темное пятно.

Число зон Френеля, помещаю­щихся в отверстии, убывает по мере удаления экрана от отверстия. Наименьшее четное число зон равно двум. Следовательно, максимальное расстояние, при котором еще будет наблюдаться темное пятно в центре экрана, определяется условием, согласно которому в отверстии должны поместиться две зоны Френеля.

Из рис. 31.1 следует, что расстояние от точки наблюдения Oна экране до края отверстия на 2(λ/2)больше, чем расстояниеb_max.

По теореме Пифагора получим

.

Учтя, что λ<<b_mахи что членом, содержащим λ², можно пренеб­речь, последнее равенство перепишем в виде

r²=2λb_max. откудаb_max=r²/(2λ). Произведя вычисления по последней формуле, найдем

b_max=1 м.

Пример 2.На щель шириной

Решение. Центральный максимум интенсивности света за­нимает область между ближайшими от него справа и слева миниму­мами интенсивности. Поэтому ширину центрального максимума интенсивности примем равной расстоянию между этими двумя минимумами интенсивности (рис. 31.2).

Минимумы интенсивности света при дифракции от одной щели наблюдаются под углами φ, определяемыми условием

a sin φ=±kλ, (1)

где k —порядок минимума; в нашем случае равен единице.

/=2L sin φ. (2)

Выразим sinφ из формулы (1) и подставим его в равенство (2):

l=2Lkλ/a. (3)

Произведя вычисления по фор­муле (3), получим l=1,2 см.

Пример 3.На дифракционную решетку нормально к ее поверх­ности падает параллельный пучок света с длиной волны λ=0,5мкм. Помещенная вблизи решетки лин­за проецирует дифракционную картину на плоский экран, удаленный от линзы наL=lм. Расстоя­ниеlмежду двумя максимумами интенсивности первого порядка, наблюдаемыми на экране, равно 20,2 см (рис. 31.3). Определить: 1) постояннуюdдифракционной решетки; 2) числоnштрихов на 1 см; 3) число максимумов, которое при этом дает дифракционная решетка; 4) максимальный угол φ_mахотклонения лучей, соот­ветствующих последнему дифракционному максимуму.

Решение 1. Постоянная dдифракционной решетки, длина волныλи угол φ отклоне­ния лучей, соответствую­щийk-му дифракционному максимуму, связаны соот­ношением

dsin φ=kλ, (1)

где k— порядок спектра, или в случае монохрома­тического света порядок максимума.

В данном случае k=1, sinφ=tgφ (ввиду того, чтоl/2<<L),tgφ=(l/2)L(следует из рис. 31.3). С учетом последних трех равенств соотношение (1) примет вид

,

откуда постоянная решетки

d=2Lλ/l.

Подставляя данные, получим

d=4,95 мкм.

2. Число штрихов на 1 см найдем из формулы

п=1/d.

После подстановки числовых значений получим n=2,02-10³см^-1.

3. Для определения числа максимумов, даваемых дифракцион­ной решеткой, вычислим сначала максимальное значение k_maxисходя из того, что максимальный угол отклонения лучей решеткой не может превышать 90°.

Из формулы (1) запишем

. (2)

Подставляя сюда значения величин, получим

K_max=9,9.

Число kобязательно должно быть целым. В то же время оно не может принять значение, равное 10, так как при этом значенииsinφ должен быть больше единицы, что невозможно. Следователь­но,k_mах=9.

Определим общее число максимумов дифракционной картины, полученной посредством дифракционной решетки. Влево и вправо от центрального максимума будет наблюдаться по одинаковому числу максимумов, равному k_mах,т. е. всего 2k_mах. Если учесть также центральный нулевой максимум, получим общее число мак­симумов

N=2k_max+l.

Подставляя значение k_mахнайдем

N=2*9+1=19.

4. Для определения максимального угла отклонения лучей, соответствующего последнему дифракционному максимуму, выра­зим из соотношения (2) синус этого угла:

sinφ_max=k_maxλ/d.

Отсюда

φ_max=arcsin(k_maxλ/d).

Подставив сюда значения величин λ, d,k_mахи произведя вычис­ления, получим

φ_mах=65,4°.

Задачи

Зоны Френеля

31.1.Зная формулу радиусаk—й.зоны Френеля для сферической волны (ρ_k=), вывести соответствующую формулу для плоской волны.

31.2.Вычислить радиус ρ₅пятой зоны Френеля для плоского волнового фронта (λ=0,5 мкм), если построение делается для точки наблюдения, находящейся на расстоянииb=1 м от фронта волны.

31.3.Радиус ρ₄четвертой зоны Френеля для плоского волнового фронта равен 3 мм. Определить радиусρ₆шестой зоны Френеля.

31. 4.На диафрагму с круглым отверстием диаметромd=4 мм падает нормально параллельный пучок лучей монохроматического света (λ=0,5 мкм). Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянииb=1 м от него. Сколько зон Френеля укладывается в отверстии? Темное или светлое пятно получится в центре дифрак­ционной картины, если в месте наблюдений поместить экран?

31.5.Плоская световая волна (λ=0,5 мкм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием диаметромd=lсм. На каком рас­стоянииbот отверстия должна находиться точка наблюдения, что­бы отверстие открывало: 1) одну зону Френеля? 2) две зоны Френеля?

31.6.Плоская световая волна падает нормально на диафрагму с круглым отверстием. В результате дифракции в некоторых точках оси отверстия, находящихся на расстоянияхb_i,от его центра, наблю­даются максимумы интенсивности. 1. Получить вид функцииb=f(r, λ, п),гдеr— радиус отверстия; λ — длина волны;п —чис­ло зон Френеля, открываемых для данной точки оси отверстием. 2. Сделать то же самое для точек оси отверстия, в кото­рых наблюдаются минимумы интенсивности.

31.7.Плоская световая волна (λ=0,7 мкм) падает нор­мально на диафрагму с круг­лым отверстием радиусомr=1,4 мм. Определить рас­стоянияb₁,b₂,b₃от диафраг­мы до трех наиболее удален­ных от нее точек, в которых наблюдаются минимумы интенсив­ности.

31.8.Точечный источникSсвета (λ=0,5 мкм), плоская диафрагма с круглым отверстием радиусомr=1 мм и экран расположены, как это указано на рис. 31.4 (а=1 м). Определить расстояниеbот экра­на до диафрагмы, при котором отверстие открывало бы для точкиР три зоны Френеля.

31.9.Как изменится интенсивность в точкеР(см. задачу 31.8), если убрать диафрагму?

Аномалии рентгенограммы грудной клетки — аномалии диафрагмы

Ключевые точки

• Не пропустите пневмоперитонеум
• Скрытая половина диафрагмы может быть следствием заболевания смежного легкого
• Аномальное положение диафрагмы серьезная патология

Пневмоперитонеум

Каждый раз при рентгенографии органов грудной клетки необходимо убедиться в отсутствии свободного внутрибрюшного воздуха под диафрагмой (пневмоперитонеум). Это признак перфорации кишечника.

Пневмоперитонеум на рентгенограмме грудной клетки в вертикальном положении

Наведите курсор на изображение, чтобы показать/скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать/скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его по верхнему краю страницы Рентген грудной клетки

• Легкие в норме
• Диафрагма четко определяется с обеих сторон ( стрелки )
• Воздух под диафрагмой ( звездочки ) виден в виде полумесяцев относительно низкой плотности (черные)
• Черный воздух виден с обеих сторон стенки кишечника ( синяя линия ) – это известно как признак двойной стенки или признак Риглера (обычно виден только на рентгенограммах брюшной полости)

Клиническая информация

• Острая, сильная боль в животе
• Защита живота при осмотре
• Факторы риска пептической язвы включают курение, употребление большого количества алкоголя и длительный прием нестероидных противовоспалительных препаратов

Диагноз

• Пневмоперитонеум – при лапаротомии обнаружена перфоративная язва двенадцатиперстной кишки

Аномалии контура диафрагмы

Нормальные полудиафрагмы образуют отчетливые куполообразные контуры на фоне прилежащих легких. Если эти контуры нечеткие, часто можно определить локализацию заболевания легких. Например, нижние доли обоих легких непосредственно соприкасаются с каждой полудиафрагмой. Таким образом, консолидация нижних долей скрывает четкий контур соседней полудиафрагмы.

Консолидация левой нижней доли

Наведите указатель мыши на изображение, чтобы показать/скрыть результаты

Коснитесь изображения, чтобы показать/скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его по верхнему краю страницы левая половина диафрагмы затемнена ( красная линия = нормальное положение)

Клиническая информация

• Кашель, высокая температура и повышенное количество лейкоцитов

Диагноз

• Левосторонняя нижнедолевая пневмония

Подъем гемидиафрагмы

Правая гемидиафрагма обычно располагается на уровне немного выше левой. Существует множество возможных причин приподнятой гемидиафрагмы, например, повреждение диафрагмального нерва, заболевание легких, вызывающее потерю объема, врожденные причины, такие как диафрагмальная грыжа, или травма диафрагмы.

Разрыв диафрагмы

Наведите курсор на изображение, чтобы показать/скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать/скрыть результаты

Щелкните изображение, чтобы выровнять его по верхней части страницы

Разрыв диафрагмы

• Левая полудиафрагма не видна
• кишка в нижней половине левой половины грудной клетки
• Средостение смещено вправо

Клиническая информация

• Тяжелая травма грудной клетки в анамнезе

Диагноз

• Разрыв левой половины диафрагмы с грыжей кишки в левую половину грудной клетки

Паралич диафрагмального нерва

Наведите курсор на изображение, чтобы показать/скрыть результаты

Нажмите на изображение, чтобы показать/скрыть результаты

Диафрагмальный нерв паралич

• Приподнятое левое полушарие диафрагмы (красные и синие линии)
• Масса левой верхней зоны соприкасается со средостением

Клиническая информация

• Известный неоперабельный рак легкого
• Быстрое усиление одышки

Диагностика

• Паралич левого диафрагмального нерва из-за прямого поражения нерва

Внимание!

• Иногда приподнятую половину диафрагмы можно принять за плевральный выпот
• Они могут иметь схожие рентгенологические проявления, и оба могут вызывать притупление перкуссии, но следует дренировать только выпот!
• Перед дренированием грудной клетки может потребоваться КТ, если есть сомнения

Автор страницы: Д-р Грэм Ллойд-Джонс BA MBBS MRCP FRCR — консультант-радиолог — Фонд Salisbury NHS Foundation Trust, Великобритания (Читать био)

Последнее рассмотрение: Июль 2019 г.

Диафрагмы, пояснения в энциклопедии RP Photonics; отверстия, лезвия, фотоаппарат

Примечание: поле поиска по ключевому слову статьи и некоторые другие функции сайта требуют Javascript, который, однако, отключен в вашем браузере.

можно найти в Руководстве покупателя RP Photonics. Среди них:

Дополнительные сведения о поставщике см. в конце этой статьи энциклопедии или перейдите на страницу

Список поставщиков диафрагм

Вас еще нет в списке? Получите вход!

Используя наш рекламный пакет, вы можете разместить свой логотип и далее под описанием вашего продукта.

Диафрагмы представляют собой круглые (или приблизительно круглые) отверстия, через которые может проходить свет. Они действуют как преднамеренно введенные оптические апертуры, т. е. в фотографических объективах. Диафрагмы могут иметь фиксированный диаметр отверстия, но другие могут иметь переменный диаметр отверстия ( ирисовые диафрагмы ). Некоторые из последних могут управляться электрически.

Обычно диафрагма довольно тонкая, и ее непрозрачные части часто являются поглощающими, т.е. из-за черного покрытия.

Диафрагмы также называются стопорами , потому что они блокируют прохождение света в некоторых областях. Если они ограничивают поле зрения инструмента, они называются ограничителями поля . В других случаях они могут действовать как ограничители апертуры , уменьшая количество света, проходящего через систему.

Роль диафрагмы в системе визуализации объясняется в статье о визуализации с помощью объектива.

Типы диафрагм

Диафрагма в простейшем случае представляет собой черненую металлическую пластину с круглым отверстием. Если он маленький, его также называют пинхолом. Существуют также устройства с вращающейся металлической пластиной, содержащей отверстия разного размера, так что можно выбирать между ними, вращая пластину. Устройства такого рода использовались в старых фотокамерах.

Лепестковые диафрагмы имеют отверстие переменного диаметра, ограниченное некоторым количеством лепестков, которые можно перемещать более или менее к центру. Часто используется механический механизм, который позволяет скоординированно перемещать все лопасти, например. путем перевода одной ручки. Форма отверстия представляет собой многоугольник, который более или менее приближается к кругу, если количество лопастей велико.

Некоторые из этих устройств моторизованы, поэтому ими можно управлять электрически. Например, некоторые современные фотографические объективы содержат такие диафрагмы с переменными лепестками, так что микропроцессор камеры может автоматически выбирать настройки числа f.

Некоторые диафрагмы используются в лучевых заслонках. Они могут быть оптимизированы таким образом, чтобы они могли выдерживать значительные оптические мощности.

Поставщики

В Руководстве покупателя RP Photonics указаны 4 поставщика диафрагм. Среди них:

Edmund Optics

Edmund Optics предлагает широкий выбор ирисовых диафрагм. Они идеально подходят для адаптации систем обработки изображений для ряда различных приложений или сред, которые в противном случае были бы слишком яркими, путем ограничения количества света в области до управляемых уровней. Некоторые диафрагмы могут быть установлены непосредственно на компоненты изображения или могут быть расположены отдельно перед датчиками света, что предлагает несколько вариантов реализации. Выбор размеров, а также монтажных принадлежностей также доступен для целого ряда универсальных вариантов.

Knight Optical

Компания Knight Optical предлагает широкий ассортимент диафрагм со склада или в виде апертур, изготовленных по индивидуальному заказу, с точечными, щелевыми и ирисовыми диафрагмами (с листами из нержавеющей стали и пружинной стали, а также с полным или частичным закрытием) . Предлагаются варианты с точечным и щелевым отверстиями, обеспечивающие высочайшую точность, в двух классах; стандартные и усиленные.

Вопросы и комментарии от пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

  (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.