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夫朗和费单缝和多缝衍射.ppt
2)多缝衍射图样特性 (2)二是亮条纹变得更加细而亮(约为双光束干涉线宽的 1 / N)。对于一个 N=104 的多缝来说,这将使主极大光强增大108 倍,条纹宽度缩为万分之一。 2)多缝衍射图样特性 2)多缝衍射图样特性 由(58)式可知,干涉主极大位置随入射光的波长变化,同一级次的主极大方向,将随着波长的增加而增大,并且,当衍射角 ? 不大时,这种变化近于线性关系. 习题1 在单缝衍射实验中,透镜焦距 f =0.5m,入射光波长为500nm,缝宽 a =0.1mm。求:中央明纹的宽度和第一级明纹的宽度。 课本外习题 I / I0 I I I 缺 级 缺 级 -? -2? ? 2? -2 2 衍射条纹的形成 N=5; d=3a ? ?/2 3? 6? -3? -6? ?/2 m?= -5? -4? -2? -? 0 ? 2? 4? 5? n?= -2? -? 0 ? 2? ? N=4 , d=3 a -6? -5? -4? -3? -2? -1? 0 1? 2? 3? 4? 5? 6? m=-6? -5? -4? -3? -2? -? 0 ? 2? 3? 4? 5? 6? n=-2? -? 0 ? 2? -2? -1? 0 1? 2? ?/2 ? ?/2 ? I ? 2? 4? 5? -? -2? -4? -5? N=3 缺 级 缺 级 I ? 2? 4? 5? -? -2? -4? -5? 缺 级 缺 级 N=5 ? 2? 4? 5? -? -2? -4? -5? N=2 I 缺 级 缺 级 N不同的光栅光强 d=3a 2? 4? 5? -? -4? -5? I ? -2? 缺 级 缺 级 N=4 ?/2 ?/2 ?/2 ?/2 I ? 2? 4? 5? -? -2? -4? -5? 缺 级 缺 级 N=2 双缝衍射 d=3a I d=4a d=5a ?/2 缺 级 缺 级 ? 2? 5? -? -2? -5? 3? -3? 6? -6? 0 ?/2 I 2? 4? -2? -4? 6? -6? 0 缺 级 缺 级 ?/2 1)多缝衍射的光强分布 为了清楚起见,下图给出了夫朗和费单缝和五种多缝 的衍射图样照片(N 分别等于1、2、3、5、6、20)。 1)多缝衍射的光强分布 多缝衍射是干涉和衍射的共同效应,它可看作是等振幅、等相位差多光束干涉受到单缝衍射的调制。 4I0 m?= -8? -6? -4? -2? 0 2? 4? 6? 8? n?= -2? -? 0 ? 2? 3? ?/2 ? 1)多缝衍射的光强分布 单缝衍射因子只与单缝本身的性质有关,而多光束干涉因子则因源于狭缝的周期性排列,与单缝本身的性质无关。 1)多缝衍射的光强分布 如果有 N 个性质相同,但形状与上述狭缠有异的孔径周期排列。则在其衍射强度分布公式中,仍将有上述的多光束干涉因子。 此时,只要把单个衍射孔径的衍射因子求出来,乘以多光束干涉因子,即是这种周期性孔径衍射的光强度分布。 2)多缝衍射图样特性 (1)多缝衍射的强度极值 ①多缝衍射主极大 由多光束干涉因子可以看出,当 时,多光束干涉因子为极大值,称此时的多缝衍射为主极大。 ①多缝衍射主极大 或 时,多光束干涉因子为极大值,称此时的多缝衍射为主极大。 ①多缝衍射主极大 由于, 多缝衍射主极大强 度为 它们是单缝衍射在各级主极大位置上所产生强度的 N2 倍,其中,零级主极大的强度最大,等于 N2I0。 N = 2 N 很大 N = 4 主极大明条纹位置由缝间干涉决定。 ?/2 ?/2 ?/2 当 N? / 2 等于 ? 的整数倍,而 ? / 2 不是 ? 的整数倍,即 ②多缝衍射极小 时,多缝衍射强度最小,为零。 假设 N=2,那么 m?
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