Пример. Диаметр зрачка глаза при нормальном освещении равен приблизительно 2 мм. Рассчитаем минимальное угловое расстояние между точками, при котором глаз воспринимает их ещё раздельно:

Δφ= 1.22 (0,55 ·10-3 мм/2 мм)= 0,305·-3 рад≈1′

Таким образом, минимальное угловое расстояние равно угловой минуте. Любопытно, что расстояние между соседними светочувствительными элементами сетчатки глаза соответствует именно этому угловому расстоянию.

Разрешающей способностью спектрального прибора называют безразмерную величину,

где δλ – абсолютное значение минимальной разности длин волн двух соседних спектральных линий, при которой эти линии регистрируются отдельно.

Разрешающая способность дифракционной решетки.

При переходе от максимума к минимуму разность хода меняется на λ/N, где N – число щелей решетки. Тогда минимум волны с λ1 будет наблюдаться под углом φmin и он удовлетворяет условию:

Для современной дифракционной решетки R~2·105.

§30. Голография

Голография (от греческого полная запись) – особый способ записи и последующего восстановления волнового поля, основанный на регистрации интерференционной картины. Она обязана своим возникновением законам волновой оптики – законам интерференции и дифракции.

Этот принципиально новый способ фиксирования и воспроизведения пространственного изображения предметов изобретен английским физиком Д. Габором (1900 – 1979 г.) в 1947 г. (Нобелевская премия 1971 г.). Экспериментальное воплощение и дальнейшая разработка этого способа (Ю. Н. Денисюк в 1962 г. и американские физики Э. Лейт и Ю. Упатниекс в 1963 г.)

стали возможны после появления в 1960 г. источников света высокой степени когерентности – лазеров.

Основные принципы голографии – регистрация и восстановление информации о предмете.

Для регистрации и восстановления волн необходимо уметь регистрировать и восстанавливать амплитуду и фазу идущей от предмета волны. Помня, что J ~ Aм2 и А определяется как амплитудами, так и разностью фаз интерферирующих волн.

Поэтому в голографии кроме волны, идущей от предмета (предметная волна), используют когерентную с ней волну, идущую от источника (опорную волну).

Идея голографии состоит в том, что фотографируется распределение интенсивности в интерференционной картине, которая возникает при суперпозиции волнового поля объекта и

25

когерентной ему опорной волны известной фазы. Затем при дифракции света на зарегистрированном распределении почернений в фотослое восстанавливается волновое поле объекта и допускает изучение этого поля в отсутствие объекта.

Рис. 30.1

Рассмотрим принципиальную схему (рис. 30.1):

Лазерный пучок делится на две части: одна его часть отражается зеркалом на фотопластину (опорная волна), а вторая попадает на фотопластину, отразившись от предмета (предметная волна). Они когерентны, и при наложении друг на друга отражают на фотопластине интерференционную картину.

После проявления фотопластины получается голограмма – зарегистрированная на фотопластине интерференционная картина, образованная при наложении опорной и предметной волн.

Рис. 30.2

Для восстановления изображения голограмма помещается в то же самое положение, где она находилась до регистрации (рис. 30.2). Ее освещают опорным пучком того же лазера, а вторая часть лазерного пучка перекрывается диафрагмой.

26