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Lecture 51 光的衍射(二)
* 青岛科技大学 大学物理讲义 * 一 圆孔衍射 艾里斑 :艾里斑直径 二 瑞利判据 对于两个强度相等的不相干的点光源(物点),一个点光源的衍射图样的主极大刚好和另一点光源衍射图样的第一极小相重合,这时两个点光源(或物点)恰为这一光学仪器所分辨. * * 三 光学仪器的分辨本领 最小分辨角 (两光点刚好能分辨) 光学仪器分辨率 光学仪器的通光孔径 1990 年发射的哈勃 太空望远镜的凹面物镜 的直径为2.4m ,最小分 辨角 ,在大气层 外 615km 高空绕地运行 , 可观察130亿光年远的太 空深处, 发现了500 亿个 星系 . 例1 设人眼在正常照度下的瞳孔直径约为3mm,而在可见光中,人眼最敏感的波长为550nm,问 (1)人眼的最小分辨角有多大? (2)若物体放在距人眼25cm(明视距离)处,则两物点间距为多大时才能被分辨? 解(1) (2) 例2 毫米波雷达发出的波束比常用的雷达波束窄,这使得毫米波雷达不易受到反雷达导弹的袭击. (1)有一毫米波雷达,其圆形天线直径为55cm,发射频率为220GHz的毫米波,计算其波束的角宽度; (2)将此结果与普通船用雷达发射的波束的角宽度进行比较,设船用雷达波长为1.57cm,圆形天线直径为2.33m . 解(1) (2) 四 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 明纹位置 相邻两缝间的光程差: 光栅常数: 光栅常数 衍射角 :透光部分的宽度 :不透光部分的宽度 五 光栅衍射条纹的形成 光栅的衍射条纹是衍 射和干涉的总效果 条纹最高级数 讨 论 光强分布 1 条 缝 20 条 缝 3 条 缝 5 条 缝 光栅中狭缝条数越多,明纹越亮. 亮纹的光强 :单缝光强) ( :狭缝数, 一定, 减少, 增大. 一定, 增大, 增大. 光栅常数越小,明纹越窄,明纹间相隔越远 入射光波长越大,明纹间相隔越远 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 六 衍射光谱 例如 二级光谱重叠部分光谱范围 二级光谱重叠部分: 一级光谱 二级光谱 三级光谱
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