第章光的衍射.ppt

* 上述三种情况下光栅衍射的相对光强分布曲线如图中(a)，(b)，(c)所示，注意三种情况下都有缺级现象。 * 例23-6用每毫米内有500条缝的光栅，观察钠光谱线。(1)光线以i=30?角斜入射光栅时，谱线的最高级次是多少？并与垂直入射时比较。 (钠黄光的波长取589.3nm) 解：斜入射时，通过相邻两缝光束导致的光程差为 CD-AB=d ( sinθ – sini ) 因此斜入射的光栅方程为 * 斜入射谱线级次为 因i=30°则斜入射时最高级次在θ=-90°处， 故斜入射时最高级次为5。 垂直入射时，i=0,在θ=90°处有最高级次 故垂直入射时最高级次为3。 * 波长为600nm的单色光垂直入射在一光栅上，相邻的两条明条纹分别出现在sin?=0.20与sin ? =0.30处.第四级缺级，试问： (1)光栅上相邻两缝的间距有多大？ (2)光栅上狭缝可能的最小宽度有多大？ (3)按上述选定的d、a值，试举出光屏上实际呈现的全部级数. 课堂练习： * 23.6 光栅光谱 白光（350?770nm）的光栅光谱是连续谱。 k 一定时，?? ? ? ?，不同颜色光的主极大位置也不同；同一级明纹按波长顺序排列成光栅光谱。 由光栅方程： * 入射光为白光时，形成彩色光谱. 一级光谱 二级光谱 三级光谱 * 例如　二级光谱重叠部分光谱范围 二级光谱重叠部分： * 连续光谱：炽热物体光谱 线状光谱：放电管中气体放电 带状光谱：分子光谱 　衍射光谱分类 * 　光谱分析 　　由于不同元素（或化合物）各有自己特 定的光谱，所以由谱线的成分，可分析出发 光物质所含的元素或化合物；还可从谱线的 强度定量分析出元素的含量. * 补充例题 用白光垂直照射在每厘米有6500条刻痕的平面光栅上，求第三级光谱的张角. 解 红光 紫光 不可见 第三级光谱的张角 第三级光谱所能出现的最大波长 绿光 * 　光栅的分辨本领 思考：光栅能把不同波长的光分开，那么波长很接近的两条谱线是否一定能在光栅光谱中分辨出来呢？ 定义：光栅的分辨本领 一个光栅能分开的两个波长差越小，该光栅的分辨本领越大。 ?的k级主极大 ?+??的k级主极大 按瑞利判据： * ?的k级主极大 ?+??的k级主极大 得 (N 1) 由图，有： * 例23-6用每毫米内有500条缝的光栅，观察钠光谱线。 (2)若在第3级谱线处恰能分辨钠双线，光栅必须有多少条缝(钠黄光的波长取589.3nm，它实际上由589.0nm和589.6nm两个波长的光组成，称为钠双线)？ 解：由公式 将数据代入，可得 * 23.7 光盘及其录音与放音 CD盘的录入、读出利用了激光的干涉和衍射现象及磁光效应。 光盘的工作原理： * CD唱片 CD 唱片是在以透明塑料为基片的圆盘上刻上螺旋型音轨再敷以硬树脂保护层而制成的。 音轨是由一系列长短不一的细坑槽纵向排列形成的。 音轨密度约为600条/ mm 音轨 * CD的录音过程 用激光光刻方法将数码用调制脉冲信号依次记录在塑料基片上形成音轨。 1、声音转换成电压信号； 2、按44.1 Hz的频率对信号“取样”并“量化” ； 3、用16位的二进制数码进行“编码”。 * CD的读出 放音时将CD置入放音盒内，使有音轨的面向下。GaAlAs激光器沿唱片径向向外移动，发出的光束聚焦到音轨上，然后反射回激光器，再经光电转换装置转换成声音信号放出声音。 * 23.8 X射线衍射 威廉 . 伦琴（1845 — 1923） 由于发现X射线获1901年（首届）诺贝尔物理奖 Wilhelm C.R?ntgen 1895年，伦琴(W.K.Rontgen)发现X射线 * 在电磁场中不发生偏转 使某些物质发荧光 气体电离 底片感光 强穿透力 伦琴夫人手的照片 特点： * 伦琴的实验室 * 劳 厄 斑 点 铅板 单晶片 照像底片 单晶片的衍射 1912年劳厄实验 1912年，劳厄(M.V.Laue)实验： * 1913年英国布拉格父子提出了一种解释Ｘ射线衍射的方法，给出了定量结果，并于1915年荣获物理学诺贝尔奖. 布 拉 格 反 射 入射波 散射波 晶体＝点阵＋基元 对实验结果的解释： * 掠射角 晶格常数 相邻两个晶面反射的两X射线干涉加强的条件 布拉格公式 布 拉 格 反 射 入射波 散射波 * 布拉格公式 应用： ⑴测定晶体结构 (? , φ ? d ) ⑵测定X射线波长 (d , φ ? ?) 晶体中有许多取向不同的晶面，只有在满足Bragg条件的晶面上反射的X射线，才会产生衍射极大. ? 离散的斑点 * 在应用方面值得指出的是：用