第十一章 【光的衍射】习题课.pptVIP

* 单缝衍射、衍射光栅 习题课 一、惠更斯--菲涅耳原理 惠更斯原理：波在媒质中传播到的各点，都可 看成新的子波源。 惠更斯原理只能解释波的衍射，不能给出波强。 菲涅耳原理：波传播到某一点的光强为各个子波在 观察点的干涉叠加。 菲涅耳：提出子波相干叠加的概念 惠更斯—菲涅耳原理 波传到的任何一点都是子波波源，各子波在空间某点的相干叠加，就决定了该点波的强度。 · p dE r Q dS ? S 暗纹中心 明纹中心 个半波带 个半波带 中央明纹中心 二、单缝夫琅禾费衍射 明纹、暗纹位置 ? 暗纹 明纹 中央明纹宽度 其它两相邻暗纹距离（即其它明纹宽度） 三、光学仪器分辨率（了解） 四、衍射光栅 光栅方程 加强 主极大明纹位置 ? 光栅方程主极大位置： 对比：双缝干涉、单缝衍射、光栅条纹位置公式。 单缝衍射： 杨氏双缝干涉： 明纹位置 暗纹位置 1.根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为 S，则 S 的前方某点 P 的光强度决定于波阵面 S 上所在面积元发出的子波各自传到 P 点的 （A）振动振幅之和； （B）光强之和； （C）振动振幅之和的平方； （D）振动的相干叠加。 [D] · p dE(p) r Q dS ? S ( A ) ?. ( B ) ? /2. ( C ) 3 ?/2. ( D ) 2 ?. 2.一束波长?为的平行单色光垂直入射到一单缝 AB 上，在屏幕 D 上形成衍射图样，如果 P 是中央亮纹一侧 第二个暗纹所在的位置，则BC 的长度为 [D] 暗纹: 3、用单色光照射狭缝，BP-AP=3?，问题： （1）狭缝可分为几个半波带？ （2）P点处是明条纹还是暗条纹？ （3）若BP-AP=2.5?，结果又如何？ 暗条纹 明条纹 4、在单缝夫琅禾费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应的单缝处的波面可划分为几个半波带？若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是什么条纹？ 暗纹条件： 6个半波带 第一级明纹 缝宽变化前： 此级数对应明纹还是暗纹？ 半波带数目 缝宽变化后： 5、波长为600nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为b=0.60mm的单缝上，缝后有一焦距f=60cm的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样。则中央明纹的宽度 是多少？两个第三级暗纹之间的距离是多少？ 中央明纹宽度： 两个第三级暗纹间距： 6.波长为 ?=600nm 的单色平行光垂直入射到缝宽 b =0.6mm 的单缝上，缝后有一焦距 f = 40 cm 透镜。求： （1）屏上中央明纹的宽度; （2）若在屏上 P 点观察到一明纹，op=1.4mm ，问 P 点处是第 几级明纹？对 P 点而言缝处波面可分成几个半波带？ 解：(1) 第三级明纹 7、一束平行单色光垂直入射到一光栅上，若光栅的透光缝的宽度b与不透光部分的宽度b’相等，则可能看到的衍射光谱的级次有哪些？ 光栅常数： 缺级： 能看到的级次是：