телескопа, свет от другой звезды падает под углом q к этой оси (рис. 28). Так как положение дифракционных картин в фокальной плоскости определяется только направлением падающего на щель света, то в данном случае дифракционные картины будут сдвинуты относительно друг друга на угол q. Центральная полоса К0 и ближняя к ней полоса К1 дифракционной картины, например, первой звезды сдвинуты
друг от друга на угол j=l/D. Если расстояние
между щелями изменять, то когда угол j будет равен 2q, максимумы дифракционной картины первой звезды совпадут с максимумами от второй. Освещенность на экране в фокальной плоскости распределится почти равномерно. Угол j легко определить, проанализировав дифракционную картину от одной щели. Таким образом, дифракционные полосы «смываются» в тот момент, когда q=l/D. Измерение угла q сводится к определению величины D, когда пропадают дифракционные полосы.
Так же определяется и угловой диаметр одиночной звезды. Ведь края звезды можно рассматривать как два источника света, которые находятся на угловом расстоянии q.
Расстояние R от звезды до Земли измеряется гораздо проще (см. в т. 2 ДЭ ст. «Как измеряют расстояния до небесных светил»). Умножив эту величину на угол q, выраженный в радианах, найдем линейный диаметр звезды — Rq.
Перед источником света могут быть не только две, но и большее количество щелей. Система близко расположенных щелей называется дифракционной решеткой (рис. 29).
Рис. 29. Щели дифракционной решетки, d — ее период.
Такая решетка может представлять собой стеклянную плоскую пластинку, на которую нанесено большое количество штрихов. Применяются, например, решетки, у которых на 1 мм приходится более тысячи штрихов.
Положение мест, где свет, рассеянный решеткой, собирается в светлые полосы — максимумы, определяется формулой d sin j=ml и зависит от длины волны. Чем меньше d, тем на больший угол j отклонятся друг от друга лучи с различной длиной волны. Если m=0, то угол j для любой длины волны равен 0. В этом направлении получится белая полоса. Когда m=1, на экране появится спектр первого порядка — цветные полосы.
Решетки с малым периодом d позволяют измерить длину волны с точностью до шестого десятичного знака.
Первую дифракционную решетку построил Фраунгофер. Именно с ее помощью были открыты темные линии в спектре Солнца — линии Фраунгофера.
ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА
Быстро мчится автомобиль к перекрестку дорог. На светофоре горит красный сигнал, но машина, не останавливаясь, проскочила перекресток. Постовой задерживает водителя:
- В чем дело? Почему вы поехали на красный свет?
- Машина шла очень быстро... из-за этого красный свет показался мне зеленым.
Такой шуткой может, конечно, ответить только физик.
В самом деле, если двигаться навстречу
189