桂电2014大物AII_衍射.ppt

单缝衍射 圆孔衍射 光栅衍射 菲涅耳半波带法： 条纹宽度： 光栅方程： 暗 明 光学仪器的分辨率： 明 缺级 缺级条件： 最高级数： 暗 光的衍射小结 * 衍射： 波能够绕过障碍物继续传播的现象。 水波通过狭缝后的衍射 惠更斯原理： 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前。 惠更斯原理： 波的衍射 波的衍射 圆孔衍射 单缝衍射 * * 光的衍射现象： 夫 琅 禾 费 衍 射 光源、屏与缝相距无限远 缝 在实验中实现 夫琅禾费衍射 菲 涅 尔 衍 射 缝 光源、屏与缝相距有限远 菲涅耳衍射和夫琅和费衍射： 菲涅耳半波带法： 缝长 暗纹 菲涅耳半波带法： 明纹 缝长 干涉相消（暗纹） （明纹） （介于明暗之间） 中央明纹中心 菲涅耳半波带法： 　　在单缝夫琅和费衍射实验中，屏上第三级暗纹对应于单缝处波面可划分为　　　　个半波带，若将缝宽缩小一半，原来第三级暗纹处将是第　　　　级　　　　纹。 例8： 明 　　在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为λ的单色光垂直入射在宽度a=5λ的单缝上，对应于衍射角φ的方向上若单缝处波面恰好可分成5个半波带，则衍射角φ=　　　。屏幕上与该衍射角对应处出现　　　级　　　纹。 例9： 明 　　在单缝夫琅和费衍射实验中，波长为　的单色光的第三级明纹与波长为630nm的单色光的第二级明纹恰好重合，试计算波长　。 例3： 出现三级明纹： 出现二级明纹： 暗纹坐标： 光强分布： 中央明纹的宽度 用白光光源进行实验。 思考： 进行下列操作，单缝衍射条纹将怎样变化？ 将整套装置浸入水中； 将单缝稍稍向上平移； 入射光斜向上地入射到单缝上； 中央明纹两侧出现彩色条纹 条纹不变 条纹上移 条纹上移 条纹变窄 将透镜稍稍向上平移； 使用大焦距透镜且将屏幕移到新的焦平面上； 将屏幕向后平移； 条纹消失 条纹变宽 艾里斑 圆孔衍射 * * 最小分辨角 光学仪器分辨率 光学仪器的分辨率 孔径D 干涉与衍射的区别： 干涉是有限束光的相干叠加，而衍射是无数个子波的相干叠加 干涉中不同级次条纹光强是一样的，而衍射中不同级次条纹的光强是不同的 干涉条纹是等间距的，而衍射中中央明纹的宽度是其他条纹宽度的两倍 双缝干涉与单缝衍射明暗条纹的条件是相反的。 练习4： 　　一双缝，缝距d=0.4mm，两缝宽度都是b=0.08mm，用波长λ=480nm的平行光垂直照射双缝，在双缝后面放一焦距f=2m的透镜，试求： （1）在透镜焦平面处的屏上，双缝干涉条纹的宽度。 （2）在单缝衍射中央明纹范围内的双缝干涉明纹数目N和相应的级次 1 条 缝 20 条 缝 3 条 缝 5 条 缝 光栅衍射条纹 光栅：许多等宽度、等距离的狭缝排列起来形成的光学元件. 衍射角 光栅衍射 光栅常数 衍射角 光栅衍射条纹的形成 光栅方程： 光栅常数越小，明纹间隔越远 入射光波长越小，明纹间隔越近 最高级数： 光强分布 a sin ? =k? k=±1, ±2,· · · 缺极时衍射角同时满足： (a+ b )sin ? =k? k=0,±1, ±2, · · · 即： k =(a+b) /a· k k 就是所缺的级次 由于单缝衍射的影响，在应该出现亮纹的地方，不再出现亮纹。 缝间光束干涉极大 单缝衍射极小 缺级现象 缺级： 对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现零级和一级主极大，欲使屏幕上出现更高级次的主极大，应该 （ ） （A）换一个光栅常数较小的光栅 （B）换一个光栅常数较大的光栅 （C）将光栅向靠近屏幕的方向移动 （D）将光栅向远离屏幕的方向移动 B 例10： 某单色光垂直入射到光栅上，衍射光谱中共出现了5条明条纹。若已知此光栅缝宽度与不透明部分宽度相等，那么在中央明纹一侧的两条明纹分别是第 和第 级明纹？ 1 3 例11： 波长为600nm的单色光垂直照在光栅上，第二级明纹出现在sin ? =0.2 处。第四级缺级。试求： （1）光栅常数d。 （2）光栅中单缝的最小宽度a。 （3）在全屏中出现的全部级数N。 练习5： 入射光为白光时， 不同， 不同，按波长分开形成光谱. 一级光谱 二级光谱 三级光谱 衍射光谱 光栅方程： 1885年伦琴发现，受高速电子撞击的金属会发射一种穿透性很强的射线称Ｘ射线． X 射线 冷却水 X射线的衍射 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 X射线的衍射 布 拉 格 反 射 入射波