• План лекции: 1. Дифракция света. 2. Принцип Гюйгенса-Френеля. 3. Дифракция на щели в параллельных лучах. 4. Дифракционная решетка. 5. Физические основы рентгеноструктурного анализа. 6. Применение рентгеноструктурного анализа для расшифровки структуры биологически важных молекул.
1. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА Дифракцией света (от лат. dif-fractus — «разломанный» ) называют явление отклонения света от прямолинейного распространения в среде с резкими неоднородностями
Виды дифракции: • Дифракция сферических волн (дифракция Френеля) • Дифракция плоскопараллельных волн (дифракция фраунгофера).
Отклонение от прямолинейного распространения волн, огибание волнами препятствий Результат дифракции зависит от соотношения длины волны с размерами препятствия
2. Принцип Гюйгенса-Френеля Принцип Гюйгенса—Френеля - каждая точка волновой поверхности, которой достигла в данный момент волна, является центром элементарных когерентных вторичных волн
Дифракция волн
Принцип Гюйгенса – Френеля: Волновая поверхность в любой момент времени представляет собой не просто огибающую вторичных волн, а результат их интерференции. Френель Огюстен (франц. ) 1788 - 1827 Построил теорию дифракции. Исследовал различные случаи дифракции
3. Дифракция на щели в параллельных лучах. Условия максимума и минимума
вторичные волны, идущие от двух соседних зон Френеля, погасят друга
Условия максимума и минимума для щели Условие максимума интенсивности света: a sin α = ± (2 k + 1)λ/2; k = 1, 2, . . . Условие минимума интенсивности света:
Дифракционная картина от щели
Условие для главных максимумов (основная формула дифракционной решетки).
Дифракционная решетка — оптическое устройство, представляющее собой совокупность большого числа параллельных, обычно равноотстоящих друг от друга, щелей. Постоянная или период дифракционнои решетки: с=а+b
Основная формула дифракционной решетки где k = 0, 1, 2, . . . — порядок главных максимумов
Дифракционный спектр и его особенности Между главными максимумами образуются минимумы (добавочные), число которых зависит от числа всех щелей решетки
Зависимость дифракционной картины от периода решетки Чем меньше расстояние между щелями (период), тем больше расстояния между линиями на экране
Зависимость дифракционной картины от длины волны света Чем меньше длина волны, тем меньше расстояния между линиями на экране
Возможность различения (разрешения) спектральных линий определяется угловой дисперсией численно равна угловому расстоянию dα между двумя линиями спектра, длины волн которых различаются на единицу
Рентгеноструктурный анализ - измерение параметров кристаллической решетки (или подобного объекта) посредством дифракции рентгеновских лучей
Формула Брэгга—Вульфа Максимумы интерференции Установлено в 1913 независимо друг от друга английским физиком У. Л. Брэггом (W. L. Bragg) и русским учёным Г. В. Вульфом
(ДНК, белков)
Д. Уотсон и Ф. Крик установили структуру ДНК и были удостоены Нобелевской премии, (1962)
Комплексное исследование биологически активных молекул методами рентгеноструктурного анализа (и ядерного магнитного резонанса) позволило непосредственно определить и визуализировать структуры белков, находящихся в ключевых для процесса ферментативного катализа состояниях
Лекция 15 ЛИНЗЫ План лекции: 1. Линза. 2. Формула тонкой линзы. 3. Аберрации линз. 4. Оптическая система глаза. 5. Недостатки оптической системы глаза и способы их компенсации.