§6光的衍射.PPT

光的衍射 二. 惠更斯——菲涅耳原理 二. 惠更斯——菲涅耳原理 §2.单缝衍射 §2.单缝衍射 5.结论 5.结论 (5)其它明纹角宽度 (5)其它明纹角宽度 (8)缝宽变化对条纹的影响 例题1 例题1 §3.圆孔衍射 光学仪器的分辨率 二.光学仪器的分辨率 二.光学仪器的分辨率 4.瑞利判据 5.分辨本领 5.分辨本领 例题3. 例题4. 例题4. §.4衍射光栅 §.4衍射光栅 3. 既考虑干涉又考虑衍射 3. 既考虑干涉又考虑衍射 二. 光栅 三. 光栅衍射条纹位置 三. 光栅衍射条纹位置 (2)有缺级现象: (2)有缺级现象: 五.光线斜入射时的光栅方程 五.光线斜入射时的光栅方程 例题5. 例题5. 七.衍射光谱 例题6.用白光垂直照射在 例题6.用白光垂直照射在 例题8 §5 X射线的衍射 三. X射线在晶体上的衍射 布喇格公式 布喇格公式 d=a+b b 是刻痕不透光(或不反光)部分的宽度 光栅衍射条纹为多缝干涉和衍射的总效果.其强度为衍射因子与多缝干涉因子的乘积.因此,干涉和衍射同时加强时为明纹;同时减弱时为暗纹;一强一弱时为暗纹. 光栅常数 二. 光栅 1. 光栅—大量等宽等间距的平行狭缝(或反射面)构成的光学元件。 d 反射光栅 d 透射光栅 a是透光（或反光）部分的宽度 3. 光栅常数 2. 种类： o P 焦距 f 缝平面G 观察屏 透镜L ? ? dsin? d ? 单缝衍射最小位置(对各缝都成立) -----垂直入射的光栅方程 多缝干涉主极大位置(垂直入射必要条件) d=a+b b 是刻痕不透光(或不反光)部分的宽度 光栅衍射条纹为多缝干涉和衍射的总效果.其强度为衍射因子与多缝干涉因子的乘积.因此,干涉和衍射同时加强时为明纹;同时减弱时为暗纹;一强一弱时为暗纹. 光栅常数 多缝干涉最小位置(充分条件) (1)相邻主极大间有N－1个暗纹和N－2个次极大. N足够大时,次极大看不见. 四. 光栅衍射条纹特点 干涉明纹位置 o P 焦距 f 缝平面G 观察屏 透镜L ? ? dsin? d ? 单缝衍射最小位置(对各缝都成立) -----垂直入射的光栅方程 多缝干涉主极大位置(垂直入射必要条件) 衍射暗纹位置: 两者重合时出现缺级. 干涉明纹缺级级次 (3) 各主极大受到单缝衍射的调制 (4) d、a、N对条纹的影响 a变小,中央衍射区变宽,d变化引起所缺级次变化,狭缝数N变大,干涉条纹变细,变亮. (因此,光栅衍射是多光束干涉与单缝衍射的乘积.) 多缝干涉最小位置(充分条件) (1)相邻主极大间有N－1个暗纹和N－2个次极大. N足够大时,次极大看不见. 四. 光栅衍射条纹特点 干涉明纹位置 d sin? 光栅 观察屏 L o P f ? i d sin i λ 光程差： 明纹条件: ?, i 在光栅平面法线 同侧,sini取正; 衍射暗纹位置: 两者重合时出现缺级. 干涉明纹缺级级次 (3) 各主极大受到单缝衍射的调制 (4) d、a、N对条纹的影响 a变小,中央衍射区变宽,d变化引起所缺级次变化,狭缝数N变大,干涉条纹变细,变亮. (因此,光栅衍射是多光束干涉与单缝衍射的乘积.) k确定时，调节i， 则? 相应改变. ?, i 在光栅平面法线同侧,sini取负. 如令 k=0 由 得 改变相邻入射光的相位差??，即可改变0级衍射光的方向 d sin? 光栅 观察屏 L o P f ? i d sin i λ 光程差： 明纹条件: ?, i 在光栅平面法线 同侧,sini取正; 每厘米有5000条缝的衍射光栅,观察钠光谱(λ=5900?).(1)光线垂直入射,可看到第几级谱线,几条条纹;(2)若光线以i=30o角入射,最多可看到第几级谱线,几条条纹. 解:(1)光栅常数为 由光栅方程 取θ=90o,求最大k k确定时，调节i， 则? 相应改变. ?, i 在光栅平面法线同侧,sini取负. 如令 k=0 由 得 改变相邻入射光的相位差??，即可改变0级衍射光的方向 最多能看到第3级谱线,共有0, ±1, ±2, ±3等7条条纹. (2)斜入射 取θ=90o, i=30o 取θ= ?90o, i=30o (取k=1) 可看到第5级谱线,共有 -5, -4, -3, -2, -1, 0, +1等7条条纹 每厘米有5000条缝的衍射光栅,观察钠光谱(λ=5900?).(1)光线垂直入射,可看到第几级谱线,几条条纹;(2)若光线以i=30o角入射,最多可看到第几级谱线,几条条纹. 解:(1)光栅常数为 由光栅方程 取θ=90o,求最大k 1.光栅的衍射光谱 0级 1级 2级 -2级 -1级 (白) 3级 -3级