十一、衍射规律的应用(§14-11)

    1. 光学系统分辨本领的分析

    (1)  当一个物点的艾里斑的中心正好处于另一个物点的艾里斑的边缘上时,规定为这两个物点刚刚能够被分辨的极限,这个极限就是瑞利判据,这时两个物点(或相应的两个艾里斑的中心)对光学系统的张角q 0就是该光学系统的最小分辨角,并可表示为

                           .

可见,光学系统的最小分辨角q 0就是圆孔的夫琅禾费衍射图样中艾里斑的半角宽度,也就是第一暗环的衍射角。最小分辨角q 0的倒数,就是光学仪器的分辨本领。

    值得注意的是,瑞利判据并不是一个很严格的判据,在有利条件下,有的人的眼睛可以分辨更小的角宽度。

    (2)  在圆孔的夫琅禾费衍射中,艾里斑的大小与衍射孔的孔径D成反比,对于光学仪器而言,就是与光学仪器的孔径D成反比。大家总希翼通过光学仪器得到清晰的像,就要求光学系统的最小分辨角q 0尽量小,这就要求衍射光的弥散尽量小,即艾里斑尽量小,所以应该尽可能增大光学仪器的孔径D。另外,艾里斑的大小与所用光波的波长l成正比,要提高光学仪器的分辨本领,就应该尽可能减小观测光的波长l

    2. X射线在晶体中的衍射

    (1)  虽然结晶体的晶格可以作为X射线的天然光栅,但是X射线在晶体中的衍射与光栅的衍射却是不同的。最显著的不同是,X射线在晶体中的衍射,对于任一确定的晶面而言,只有在符合反射定律的衍射方向上强度为最大,而在其他方向上衍射的X射线强度很弱,甚至根本没有衍射光。这一点与镜面对光的反射很相似。

    (2)  要获得X射线在晶体中的衍射图样,可以采用以下几种办法:

    a)  当单晶体的方位固定时,需用连续谱X射线入射,其中总有一种波长的X射线能符合布拉格公式,产生加强反射。

    b)  当采用单色X射线入射时,单晶体需绕自身任一轴线旋转,总可以出现合适的入射角,满足布拉格公式。

    c)  以单色X射线入射,采用晶体粉末(即多晶体)样品,大量取向无规的晶粒为射线提供了满足布拉格公式的充分机会。

       
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